Question

11．小明用伏安法測一個小燈泡電功率，不小心將電流表燒壞了（如圖，電流表已拿走，其他器材都完好無損，電線若干），他又在電學實驗盒中找到了一個已知阻值的定值電阻R₀．要測出小燈泡在額定電壓U下的額定功率P，應該如何繼續(xù)實驗？要求：

（1）在方框內畫出實驗電路圖；
（2）寫出實驗步驟；
（3）用測得的物理量字母寫出求額定功率P的最終結果的數(shù)學表達式．

Answer 1

分析 利用串聯(lián)電路中電流處處相等的特點，讓小燈泡與定值電阻R₀、滑動變阻器串聯(lián)，先調節(jié)滑動變阻器的阻值使燈泡的電壓為U，再用電壓表測出此時定值電阻兩端的電壓，由歐姆定律計算出電路中的電流，再計算燈泡的額定功率．由此分析解答．

解答 解：
（1）由P=UI知，為測燈泡的額定功率需得到燈泡額定電壓，由于沒有電流表，可將燈泡、R₀、滑動變阻器串聯(lián)在電路中，先測燈泡兩端電壓，調節(jié)變阻器使燈泡正常發(fā)光，再測R₀兩端電壓，則即通過計算定值電阻的電流得出燈泡的額定電流，由此畫出電路圖：
；
（2）實驗步驟：
①按電路圖連接電路，將電壓表先并聯(lián)在燈泡兩端，調節(jié)滑片的位置，使得燈泡兩端的電壓為U；
②斷開開關，保持滑動變阻器阻值不變，將電壓表取下來，并聯(lián)在定值電阻R₀兩端，記下此時電壓表的示數(shù)是U₀；
（3）燈泡正常發(fā)光時，通過定值電阻的電流等于小燈泡的電流，即：I_額=I₀=$\frac{{U}_{0}}{{R}_{0}}$，
小燈泡的額定功率：P=UI=U×$\frac{{U}_{0}}{{R}_{0}}$．
故答案為：（1）見上圖；
（2）①按電路圖連接電路，將電壓表先并聯(lián)在燈泡兩端，調節(jié)滑片的位置，使得燈泡兩端的電壓為U；
②斷開開關，保持滑動變阻器阻值不變，將電壓表取下來，并聯(lián)在定值電阻R₀兩端，記下此時電壓表的示數(shù)是U₀；
（3）P=U×$\frac{{U}_{0}}{{R}_{0}}$．

點評 本題考查了串聯(lián)電路的電流特點及伏阻法測小燈泡的額定功率．注意要調節(jié)滑動變阻器使燈的電壓為U后，再去測量定值電阻兩端的電壓，才能求得燈的額定功率．