Question

1．小明同學(xué)用四節(jié)干電池、電壓表、電流表、滑動變阻器、三個開關(guān)和導(dǎo)線若干，測量額定電壓為U_額的小燈泡的額定功率，在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)電流表是壞的，無法使用，老師就給了他一個阻值為R₀的定值電阻讓他完成實(shí)驗(yàn)．他設(shè)計(jì)了以下實(shí)驗(yàn)：
（1）連接如圖所示電路、只閉合開關(guān)S₁和S₂，移動滑動變阻器的滑片，直至電壓表的示數(shù)為U_額．
（2）只閉合開關(guān)S₁、S₃，讀出電壓表的示數(shù)為U．
（3）則小燈泡的額定功率的表達(dá)式為$\frac{{U}_{額}（U-{U}_{額}）}{{R}_{0}}$．

Answer 1

分析 應(yīng)使電壓表示數(shù)為燈泡額定電壓時(shí)，再利用開關(guān)轉(zhuǎn)換得到此時(shí)R₀的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路特點(diǎn)和歐姆定律計(jì)算電路中電流，從而計(jì)算燈泡的額定電壓．

解答 解：
①連好電路后，可先閉合開關(guān)、S₁和S₂，此時(shí)電壓表測量燈泡兩端的電壓，移動滑片至某一位置，使電壓表的示數(shù)等于額定電壓U_額；
②保持滑片位置不動，斷開開關(guān)S₂，閉合開關(guān)S₁、S₃，此時(shí)電壓表測量燈泡和電阻兩端的總電壓，記下電壓表的示數(shù)U；
③定值電阻R₀兩端的電壓U₀=U-U_額，
由串聯(lián)電路電流特點(diǎn)和歐姆定律可得，電路中電流：I=I₀=$\frac{U-{U}_{額}}{{R}_{0}}$，
所以小燈泡的額定功率的表達(dá)式為：
P_額=U_額I=U_額×$\frac{U-{U}_{額}}{{R}_{0}}$=$\frac{{U}_{額}（U-{U}_{額}）}{{R}_{0}}$．
故答案為：（1）U_額；（2）S₁、S₃；（3）$\frac{{U}_{額}（U-{U}_{額}）}{{R}_{0}}$．

點(diǎn)評 知道特殊方法測功率中，沒有電壓表或沒有電流表時(shí)，要借助已知電阻和已給電表，利用電路特點(diǎn)間接測電流或電壓是關(guān)鍵．