Question

11．有一只灯泡，其额定电压为U_额，额定功率模糊不清，请你利用下列器材测出该灯泡的额定功率；（电路组装后不得拆卸重新组装）请画出电路图；写出测量步骤和灯泡额定功率的表达式；
器材：一个电源，三个开关，导线若干，一个滑动变阻器，一个灯泡，一个定值电阻，一个电流表．

Answer 1

分析 要测量灯泡的额定功率，需使灯泡两端的电压等于额定电压，可利用开关控制电路的连接性质，利用电流表分别测不同情况下的电流，最后根据欧姆定律和电功率的公式P=UI可得出灯泡的额定功率．

解答 解：根据如下的电路图，使灯泡和定值电阻始终并联，第一次电流表测定值电阻的电流，第二次电流表测总电流．当灯泡正常发光时，其两端的电压为额定电压U₀，此时电阻R的电压也为U₀，通过电阻R的电流为$\frac{{U}_{0}}{R}$，该电流是灯泡是否正常发光的判断依据．

可设计实验步骤：
①闭合开关S、S₁，调节变阻器滑片P，使得电流表示数为I=$\frac{{U}_{0}}{R}$；
②断开S₁，再闭合S₂，保持滑片位置不动，读出电流表的示数I′，
灯泡额定功率的表达式为：P_额=U₀（I′-I）=U₀（I′-$\frac{{U}_{0}}{R}$）．

点评 此题是有关测量额定电功率的实验设计，知道测电功率的实验原理是正确解题的前提与关键；同时，合理利用开关和电流表的测量测量范围非常关键．