Question

要測量一只標示有“2.5V”字樣小燈泡的額定功率，由于電流表損壞，老師找來了一只阻值為R₀的定值電阻，并設計了實驗方案如圖甲所示．

小芳測量小燈泡額定功率的實驗過程	小明測量小燈泡額定功率的實驗過程
①先把電壓表并聯在定值電阻R0上，調節變阻器到最大值，閉合開關； ②電壓表測得R0的電壓為U1； ③再將電壓表并聯在小燈泡上，調節變阻 器，使小燈泡兩端電壓為2.5V	①先把電壓表并聯在小燈泡上，調節變阻器到最大值，閉合開關； ②調節變阻器的阻值，使小燈泡兩端電壓為2.5V； ③再拆下電壓表，把它重新并聯在定值電 阻R0上，測得電壓表的示數為U1；

（1）請在圖乙中畫出電壓表的示數為2.5V時，指針的位置和所用量程；
（2）請判斷：

小明

同學的實驗過程更合理；由此得到（用題目的已知條件和該同學所測量的物理量符號寫出表達式）流過燈泡的正常工作電流I=

U1

R0

；燈泡的額定功率P_額=

2.5V×

U1

R0

．

Answer 1

分析：（1）根據電壓值先確定合適的量程和分度值，并標出指針的位置；
（2）此實驗沒有電流表，用定值電阻R0和電壓表代替了電流表，為測燈泡的額定功率，應使燈泡兩端的電壓為額定電壓，在測量定值電阻兩端的電壓時，滑動變阻器的阻值不能改變，否則燈泡兩端的電壓會變化．

解答：解：（1）電壓表的示數為2.5V，所以此時電壓表的量程應選擇0～3V，分度值為0.1V，表針位置如圖所示：
；
（2）小芳將變阻器的阻值調至最大，便讀出了電壓表的示數，此時計算出電流值并不是燈泡正常發光時的電流，所以不能計算成燈泡的額定功率；
小明在測量時，注意保持燈泡正常發光時的滑動變阻器阻值不變，測出定值電阻兩端的電壓，據此測得的電流值便是燈泡正常發光時的電流，可以根據P=UI計算出電功率；
由小明的方案知，正常發光時的電流I=I₀=

U1

R0

；
P_額=UI=2.5V×

U1

R0

．
故答案為：（1）見上圖；（2）小明；

U1

R0

；2.5V×

U1

R0

．

點評：此題是測量燈泡的額定功率實驗，考查了電壓表的讀數，要注意量程和分度值；
同時考查了在沒有電流表情況下的測量方法，此時需用定值電阻和電壓表代替電流表，應測出當燈泡正常發光時定值電阻兩端的電壓，此時計算出的電流值才是燈泡的額定電流．