Question

小明要測(cè)量小燈泡的額定功率，實(shí)驗(yàn)桌上備有如下器材：符合要求的電源、額定電壓為U₀的小燈泡、阻值為R的定值電阻、滑動(dòng)變阻器、已調(diào)零的電壓表、單刀單擲開關(guān)、單刀雙擲開關(guān)各一個(gè)，導(dǎo)線若干。他設(shè)計(jì)了如圖所示的電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

（1）請(qǐng)你幫助小明將實(shí)物電路圖補(bǔ)充完整。
（2）連接好電路后，請(qǐng)你將正確的操作步驟補(bǔ)充完整：閉合開關(guān)S₁，將開關(guān)S扳向1，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使       ；將開關(guān)S扳向2，使滑動(dòng)變阻器的滑片位置保持不變，記錄電壓表示數(shù)為U 。
（3）請(qǐng)用U₀、U、R表示小燈泡的額定功率P＝       。（3分）

Answer 1

1）實(shí)驗(yàn)電路連接如圖示，（2）電壓表的示數(shù)為U₀，（3）（3分）；

試題分析：由圖可知：只有電壓表，沒有電流表，則要借助已知定值電阻求得燈泡的電流，那么為了讓燈泡和定值電阻的電流相同，則應(yīng)采取串聯(lián)的方式，電壓表應(yīng)先測(cè)量燈泡兩端的電壓，使燈泡兩端的實(shí)際電壓為額定電壓值，然后再直接或間接測(cè)出定值電阻的兩端的電壓，據(jù)此分析完成實(shí)驗(yàn)電路．因?yàn)橐獪y(cè)燈泡額定功率，則實(shí)驗(yàn)時(shí)首先應(yīng)讓燈泡電壓等于額定電壓時(shí)，即應(yīng)讓電壓表先測(cè)燈泡兩端的電壓且移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P使電壓表的示數(shù)等于燈泡的額定電壓，然后在保持滑動(dòng)變阻器的滑片位置不變的條件下，再用電壓表測(cè)出定值電阻兩端的電壓，最后根據(jù)電功率的計(jì)算公式P=UI求出燈泡的額定功率．
（1）通過分析可知：燈泡和定值電阻串聯(lián)，電壓表應(yīng)先測(cè)量燈泡兩端的電壓，使燈泡兩端的實(shí)際電壓為額定電壓值，然后再測(cè)量定值電阻的兩端的電壓．分析圖可以看出開關(guān)的閉合與斷開，電壓表先測(cè)燈泡兩端電壓，再測(cè)燈泡與定值電阻兩端電壓，如圖：

（2）閉合開關(guān)S₁，將開關(guān)S扳向1，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P，為了使燈泡兩端的實(shí)際電壓為額定電壓值U₀；保持滑動(dòng)變阻器的滑片位置不變，將開關(guān)S扳向2，記錄電壓表的示數(shù)為U．
（3）∵燈泡和定值電阻串聯(lián)，燈泡正常的發(fā)光時(shí)的電壓為U₀，
∴定值電阻兩端的電壓為：U′=U-U₀，
∴電路中的電流為I=∴燈泡的額定功率P=U₀I=U₀×=所以