Question

甲图是某同学设计的测量小灯泡额定功率的电路图，已知电源电压保持不变，且大于小灯泡的额定电压U_L，定值电阻的阻值为R．

（1）请根据甲图将乙图中的实物电路连接完整．
（2）该同学的操作过程如下：
闭合开关S₁，将开关S₂接1，然后将滑动变阻器的滑片移至最______端，记下电压表的示数U₁．将滑片移至最______端，开关S₂改接到2，调节滑片，直至______．将S₂又改接到1，记下此时电压表的示数U₂．
（3）根据以上测量结果可知，小灯泡L的额定功率表达式为______．

Answer 1

【答案】分析：（1）滑动变阻器按一上一下的原则串联在电路中，电压表与灯泡并联；
（2）滑动变阻器连入电路时，滑片要滑到电阻最大位置；滑片滑到最小阻值时，电阻两端的电压等于电源电压；
滑动变阻器的作用是：调节电路中的电流和灯泡两端的电压；
（3）开关s₂接到1时，定值电阻和滑动变阻器串联，电压表测的是定值电阻两端的电压，根据I=求出电路中的电流；根据U=U_R0+U_滑求出滑动变阻器两端的电压，再根据I=求出滑动变阻器此时连入电路的电阻；开关s₂接到2时，灯泡和滑动变阻器串联，电压表测的是灯泡两端的电压，再根据U=U_滑+U_L求出滑动变阻器两端的电压，根据I=求出电路中的电流，最后根据P=UI求出灯泡的额定功率．
解答：解：（1）滑动变阻器按一上一下的原则串联在电路中，电压表与灯泡并联；如下图所示：

（2）闭合开关S₁，将开关S₂接1，然后将滑动变阻器的滑片移至最右端，此时电路中只有定值电阻一个，它两端的电压即为电源电压，U=U₁；
然后将滑片滑到电阻最大位置，即滑片在最左端；开关S₂改接到2，灯泡和滑动变阻器串联，调节滑片，直至电压表的示数为额定电压U_L；
（3）开关s₂接到1时，定值电阻和滑动变阻器串联，电压表测的是定值电阻R两端的电压U₂，所以此时电路中的电流为I=，滑动变阻器两端的电压U_滑=U₁-U₂，所以此时滑动变阻器连入电路的电阻R_滑===×R；
开关s₂接到2时，灯泡和滑动变阻器串联，电压表测的是灯泡两端的电压U_L，此时滑动变阻器两端的电压U_滑′=U₁-U_L，电路中的电流I′===，
灯泡的额定功率：P=U_LI′=．
（1）答案如上图；（2）右；左；电压表的示数为额定电压U_L；（3）．
点评：此题主要考查的是学生对测量小灯泡额定功率实验的特殊测量方法的理解和掌握，在没有电流表或电压表的情况下如何测量灯泡的电功率是中考的热点．