Question

10．小麗同學手里有一個標有“3.8V”字樣小燈泡，她設計了如圖所示的實驗電路，測出了小燈泡的額定功率．已知阻值為R₀為定值電阻，電源電壓恒定不變，請你幫她完成下列實驗步驟：
（1）接好實驗電路，閉合開關S₁，將開關S₂撥到觸點2；（選填“1”或“2”）；
（2）移動滑片，使電壓表的示數為3.8V；
（3）保持滑片的位置不動，再將開關S₂撥到觸點1（選填“1”或“2”），讀出電壓表的示數為U；
（4）燈泡額定功率的表達式為P_額=$\frac{3.8V×（U-3.8V）}{{R}_{0}}$（用已知量和測量量表示）．

Answer 1

分析 由圖可知：沒有電流表的情況下，利用定值電阻和電壓表代替電流表與燈泡串聯，首先使燈泡兩端的電壓等于3.8V，然后測出此時定值電阻兩端的電壓，便可求出電路中的電流，根據P=UI計算出燈泡的額定電功率．

解答 解：
（1）接好實驗電路，閉合開關S₁，S₂接2，燈泡L、電阻R₀和變阻器串聯，電壓表測燈泡L的電壓；
（2）調節滑動變阻器，使電壓表示數為3.8V，燈泡正常發光．
（3）保持滑片位置不變，S₂接1，燈泡L、電阻R₀和變阻器仍然串聯，電壓表測燈泡L、電阻R₀的電壓之和，讀出電壓表示數U．
（4）因為串聯，所以通過燈泡的電流等于通過電阻R₀的電流：I=I₀=$\frac{{U}_{R0}}{{R}_{0}}$=$\frac{U-3.8V}{{R}_{0}}$；
燈泡額定功率：P_額=U_額I=$\frac{3.8V×（U-3.8V）}{{R}_{0}}$．
故答案為：（1）2；（2）3.8；（3）1；（4）$\frac{3.8V×（U-3.8V）}{{R}_{0}}$．

點評 本題考查只用一種電表測功率，知道實驗原理、應用串聯電路特點與歐姆定律即可正確解題．