Question

在一次测定小灯泡额定功率的实验中，老师给出了下列器材：额定电压为1.5V的小灯泡、电源（电源两端电压不变但电压未知）、一个已知阻值为R₀的电阻、一个滑动变阻器、一只电流表、3个开关、导线若干．
（1）小利同学设计的实验电路如图所示，请你写出本实验主要测量步骤及所测的物理量．
①________，
②________．
（2）本实验中，计算小灯泡额定功率的表达式P=________．

Answer 1

解：
（1）由电路图可知：闭合开关S₁、S₂时，灯泡与定值电阻并联，电流表测的是定值电阻R₀的电流，调节滑动变阻器使小灯泡正常发光即两端的电压为1.5V，根据欧姆定律求出通过定值电阻的电流，即I₁=；
（2）然后断开开关S₂，闭合S₃、S₁，电流表测干路电流I₂，根据并联电路独立工作、互不影响可知通过R₀的电流不变，根据并联电路的电流特点求出灯泡的额定电流I_L=I₂-I₁，根据P=UI即可求出灯泡的额定功率P=UI_L=1.5V×（I₂-I₁）．
故答案为：
①按图连接电路，闭合开关S₁、S₂，断开S₃，调节R₁使电流表示数I₁=，并记录I₁；
②断开开关S₂，闭合S₃、S₁，记录电流表示数I₂．
（2）P=1.5V×（I₂-I₁）．
分析：要测灯泡的额定功率，根据R=可知应用电流表测出通过电阻的电流、电压表测出其两端的电压；实验中无电压表、有定值电阻，可根据并联电路的电压特点设计电路，即先用电流表测出通过定值电阻的电流使定值电阻两端的电压为1.5V，再用电流表测出并联电路的电流，进一步根据并联电路的电流特点求出通过灯泡的额定电流，根据P=UI求出灯泡的额定功率．
点评：本题考查了并联电路的特点和欧姆定律的应用，关键是知道电路图分析出无电压表、有定值电阻时测未知电阻实验的原理，对学生的分析能力要求较高．