Question

11．小明用伏安法测一个小灯泡电功率，不小心将电流表烧坏了（如图，电流表已拿走，其他器材都完好无损，电线若干），他又在电学实验盒中找到了一个已知阻值的定值电阻R₀．要测出小灯泡在额定电压U下的额定功率P，应该如何继续实验？要求：

（1）在方框内画出实验电路图；
（2）写出实验步骤；
（3）用测得的物理量字母写出求额定功率P的最终结果的数学表达式．

Answer 1

分析 利用串联电路中电流处处相等的特点，让小灯泡与定值电阻R₀、滑动变阻器串联，先调节滑动变阻器的阻值使灯泡的电压为U，再用电压表测出此时定值电阻两端的电压，由欧姆定律计算出电路中的电流，再计算灯泡的额定功率．由此分析解答．

解答 解：
（1）由P=UI知，为测灯泡的额定功率需得到灯泡额定电压，由于没有电流表，可将灯泡、R₀、滑动变阻器串联在电路中，先测灯泡两端电压，调节变阻器使灯泡正常发光，再测R₀两端电压，则即通过计算定值电阻的电流得出灯泡的额定电流，由此画出电路图：
；
（2）实验步骤：
①按电路图连接电路，将电压表先并联在灯泡两端，调节滑片的位置，使得灯泡两端的电压为U；
②断开开关，保持滑动变阻器阻值不变，将电压表取下来，并联在定值电阻R₀两端，记下此时电压表的示数是U₀；
（3）灯泡正常发光时，通过定值电阻的电流等于小灯泡的电流，即：I_额=I₀=$\frac{{U}_{0}}{{R}_{0}}$，
小灯泡的额定功率：P=UI=U×$\frac{{U}_{0}}{{R}_{0}}$．
故答案为：（1）见上图；
（2）①按电路图连接电路，将电压表先并联在灯泡两端，调节滑片的位置，使得灯泡两端的电压为U；
②断开开关，保持滑动变阻器阻值不变，将电压表取下来，并联在定值电阻R₀两端，记下此时电压表的示数是U₀；
（3）P=U×$\frac{{U}_{0}}{{R}_{0}}$．

点评 本题考查了串联电路的电流特点及伏阻法测小灯泡的额定功率．注意要调节滑动变阻器使灯的电压为U后，再去测量定值电阻两端的电压，才能求得灯的额定功率．