Question

同學(xué)用一電源（不知電壓）、兩個(gè)開(kāi)關(guān)、一個(gè)電流表、一個(gè)滑動(dòng)變阻器R（20Ω，2A）和若干導(dǎo)線(xiàn)來(lái)測(cè)一個(gè)小燈泡的額定功率，小燈泡上僅有“0.2A”字樣，額定電壓已看不清楚，他經(jīng)過(guò)思考后，設(shè)計(jì)并連接了電路，在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，他發(fā)現(xiàn)當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片處于中點(diǎn)時(shí)，小燈泡能正常發(fā)光，最后，該同學(xué)測(cè)出了小燈泡的額定功率。

（1）請(qǐng)你畫(huà)出該同學(xué)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路圖；

（2）請(qǐng)你說(shuō)明這個(gè)同學(xué)測(cè)這個(gè)小燈泡額定功率的步驟、所測(cè)的物理量，并寫(xiě)出有關(guān)的計(jì)算過(guò)程和這個(gè)小燈泡額定功率P的數(shù)學(xué)表達(dá)式。

Answer 1

（1）實(shí)驗(yàn)電路圖如下：

（2）實(shí)驗(yàn)步驟為：

①將滑動(dòng)變阻器滑片移到最大阻值R ₀ 處，閉合開(kāi)關(guān)S ₁ ，記下電流表的示數(shù)I ₁ ；
②斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S ₁ ，閉合開(kāi)關(guān)S ₂ ，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片，使電流表示數(shù)為I ₂ = 0.2A，此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路電阻R ₀ / 2．

（3）由上得電源電壓為U = I ₁ R ₀ ．
當(dāng)燈泡正常發(fā)光時(shí)，滑動(dòng)變阻器兩端電壓為U′
當(dāng)燈泡正常發(fā)光時(shí)兩端電壓為U_額 = U - U ′ =
所以燈泡的額定功率為P_額 = U_額I_額 =