Question

7．小陽同學在進行“用伏安法測額定電壓為2.5V小燈泡的額定功率”的實驗時，發(fā)現(xiàn)電流表已損壞，但手邊還有兩個開關和一個阻值已知的定值電阻R₀，他利用這些元件重新設計了如圖所示的實驗方案．
（1）斷開S、S₁、S₂，按如圖所示連接好電路后，將滑動變阻器的滑片P移至最右端；
（2）閉合S、S₁，斷開S₂，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片P，使電壓表的示數(shù)為2.5V，記為U_L；
（3）保持滑片P位置不變，閉合開關S、S₂，斷開S₁，記下此時電壓表示數(shù)為U；
（4）寫出計算小燈泡額定功率的表達式：P=$\frac{{{U_L}（U-{U_L}）}}{{R{\;}_0}}$．（用物理量的符號表示）．

Answer 1

分析 由于電流表已損壞，無法直接測得電流；可以通過串聯(lián)電路電流的特點來求出燈泡的電流；當燈泡與已知電阻串聯(lián)時，通過電壓表測得的電壓和定值電阻的阻值可以求出通過燈泡的電流；根據(jù)P=UI求出燈泡的功率．

解答 解：（1）斷開S、S₁、S₂，按如圖所示連接好電路后，將滑動變阻器的滑片P移至最右端；此時燈泡、定值電阻、滑動變阻器三者串聯(lián)接入電路中；
（2）閉合S、S₁，斷開S₂，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片P，此時電壓表測量的是燈泡兩端的電壓，燈泡的額定電壓為2.5V，故應使電壓表的示數(shù)為2.5V，記為U_L；
（3）保持滑片P位置不變，閉合開關S、S₂，斷開S₁；記下此時電壓表示數(shù)為U；電壓表測量的是滑動變阻器和燈泡兩端的總電壓，則定值電阻兩端的電壓為：U-U_L；則電路中的電流為：$\frac{U-{U}_{L}}{{R}_{0}}$；
（4）燈泡的額定功率為：P=UI=U_L$\frac{U-{U}_{L}}{{R}_{0}}$=$\frac{{{U_L}（U-{U_L}）}}{{R{\;}_0}}$．
故答案為：（2）2.5；（3）保持滑片P位置不變，閉合開關S、S₂，斷開S₁；（4）$\frac{{{U_L}（U-{U_L}）}}{{R{\;}_0}}$．

點評 此題主要考查的是學生對測量小燈泡額定功率實驗的特殊測量方法的理解和掌握，在沒有電流表或電壓表的情況下如何測量燈泡的電功率是中考的熱點．