Question

小林在測量標有“2.5V”的小燈泡的額定功率時，發現電流表出現故障．實驗室沒有多余的電流表了，老師給他一個標有“20Ω 1.5A”的滑動變阻器R₂，問他是否能夠完成測量任務．他思考了一下，設計出如圖所示的電路，并用它測出了小燈泡的額定功率．以下是他的部分實驗步驟，請你補充完整：
（1）將電壓表調零，斷開開關，按圖連接電路；
（2）將R₁的阻值調為最大，

滑動變阻器R₂的滑片置于a端

，閉合開關S，調節R₁使電壓表的示數為U₁=2.5V，記錄數據；
（3）保持R₁的滑片位置不變，

滑動變阻器R₂的滑片置于b端

，讀出并記錄電壓表的示數U₂，斷開開關S．
根據上述過程進行測量得到的數據，可以計算出小燈泡的額定功率為P_額=

U2-2.5

8

W

．

Answer 1

分析：測燈泡的額定功率，一定要使燈泡在額定電壓下工作，因電流表出現故障，故可利用串聯電路電流相同的特點，根據與燈泡串聯的已知電阻的阻值得出，所以設計的實驗原理是：燈泡、已知電阻R2和滑動變阻器R₁串聯，將電壓表通過滑動變阻器R₂的滑片與燈泡并聯，采取通過移動R₂的滑片到a端，先測燈泡的電壓，調節R₁使電壓表的示數為燈泡的額定電壓，然后移動滑片到b端，測出燈泡和R₂的總電壓．最后即可根據串聯電路的特點和功率P=UI計算燈泡的額定功率．

解答：解：根據實驗原理分析可知：首先使燈泡正常工作，即通過觀察電壓表示數使燈泡兩端的電壓達到額定電壓值2.5V，然后再通過移動R₂的滑片到b端，測出燈泡和電阻R₂的總電壓；
所以，實驗步驟為：
（1）將電壓表調零，斷開開關，按圖連接電路；
（2）將R₁的阻值調為最大，滑動變阻器R₂的滑片置于a端，閉合開關S，調節R₁使電壓表的示數為U₁=2.5V，記錄數據；
（3）保持R₁的滑片位置不變，滑動變阻器R₂的滑片置于b端，讀出并記錄電壓表的示數U₂，斷開開關S．
∵燈泡和滑動變阻器R₁、R₂串聯，
∴R₂兩端的電壓為：U₂-U₁，
則串聯電路中的電流為：I=

U2-U1

R2

，
所以，燈泡的額定功率為：
P_額=U₁I=U₁

U2-U1

R2

=

U1(U2-U1)

20Ω

=

U2-2.5

8

W．
故答案為：滑動變阻器R₂的滑片置于a端；滑動變阻器R₂的滑片置于b端

U2-2.5

8

W．

點評：本題考查了串聯電路的電流特點及伏阻法測小燈泡的額定功率．注意要調節滑動變阻器R₁使燈的電壓為U_L后，再去測量燈泡和已知阻值的滑動變阻器R₂兩端的總電壓，才能求得燈的額定功率．