Question

小英想利用一块电压表、滑动变阻器和已知的电阻R测量标有“2.5V”小灯泡正常发光时的功率．小英选择了满足实验要求的器材，并连接了部分实验电路，如图所示．
（1）请你继续完成小英实验电路的连接．
（2）请你写出主要的实验步骤：______；______．
（3）请你用实验中所测量的量表示出小灯泡正常发光时的功率P_L，P_L=______．

Answer 1

【答案】分析：（1）根据要求，要测出灯泡的额定功率，应使灯泡两端的电压等于额定电压，可通过电压表完成，同时要得知通过灯泡的电流，则可通过电压表示数与R的阻值计算出，所以应将电阻R与灯泡串联，开关分别控制电压表与灯泡及R的连接；
（2）根据测量灯泡两端的电压及电流的要求来设计测量步骤，注意在变换的过程中，滑动变阻器的阻值不变；
（3）根据P=UI推导功率的表达式．
解答：解：（1）根据题意，电阻与灯泡串联，电压表与灯泡并联通过S₁控制；电压表与灯泡、R并联通过S₂控制，如图所示：
；
（2）（3）闭合S、S₁，可测出灯泡两端的电压，应滑动变阻器，使灯泡两端的电压等于额定电压2.5V；
保持变阻器的阻值不变，断开S₁，闭合S、S₂，此时电压表测灯泡、电阻的总电压，则电阻两端的电压等于U-2.5V；
电路中的电流为I=；
则灯泡的额定功率P_L=U_额I_额=2.5V?．
故答案为：（1）见上图；（2）①闭合S、S₁，断开S₂，调节滑动变阻器，使电压表的示数为2.5V；②保持滑动变阻器滑片位置不动，断开S₁，闭合S、S₂，记录电压表的示数为U；（3）2.5V?．
点评：此题是测量小灯泡正常发光时的功率实验，实验中缺少电流表，所以此时应设计成串联电路，通过点值电阻及电压得知待测电阻的电流，通过实验设计及对电功率的计算，考查了学生对串联电路电流、电压的掌握．