Question

【題目】物理課上，老師拿來一個額定電壓為2.5V的小燈泡，請同學們測出它的額定功率，老師提供的器材有：電源一個（電壓恒定且未知）、阻值為R0的定值電阻一個、滑動變阻器一個、電壓表一只、開關3個、導線若干（以上器材均滿足實驗需求），請你幫助同學們完成下列內容（實驗時不能忽略燈絲電阻隨溫度發生的變化）

（1）在虛框內畫出你所設計的實驗電路圖（電路不可重組）：

（2）寫出上要實驗步驟及要測量的物理量：

（3）寫出額定功率的數學表達式（用已知量和測得量表示）。

Answer 1

【答案】（1）；（2）實驗步驟：①閉合S、S1，斷開S2，調節滑片使電壓表示數為U1=2.5V；②保持滑片位置不變，斷開S1，閉合S、S2，讀出電壓表示數U2．（3）計算燈泡的額定功率：根據串聯電路電流相等，所以，IL=I0==，燈泡的額定功率為：P=UI=2.5V×=

【解析】（1）因為要測定燈泡的額定功率，故需要測得燈泡的額定電壓和額定電流，讓定值電阻R0 與燈泡串聯，通過滑動變阻器調節燈泡電壓使之正常發光，通過測燈泡正常發光時的電流，由P=UI計算燈泡的額定功率，所以設計如圖所示電路：

；

（2）實驗步驟：

①閉合S、S1 ，斷開S2 ，調節滑片使電壓表示數為U1 =2.5V；

②保持滑片位置不變，斷開S1 ，閉合S、S2 ，讀出電壓表示數U2；

（3）根據串聯電路電流相等，所以，IL =I0 =U0/R0=U22.5V/R0，

燈泡的額定功率為：P=UI=2.5V×U22.5V/R0=2.5V×(U22.5V)/R0。