Question

16．小芳到实验室做“测量小灯泡额定功率”的实验时，老师只给她提供了如下器材：额定电压（U_额）为2.5V的小灯泡、电源、滑动变阻器、开关、两个电压表（没有电流表）、阻值为10Ω的定值电阻R₀、导线若干．她根据所给定的器材经过认真思考后设计了正确的实验电路，如图甲所示．
（1）闭合开关后，为了测量小灯泡的额定功率，应调节滑动变阻器，使电压表V₁的示数为2.5V，此时电压表V₂的示数U₂，则小灯泡额定功率的表达式：P=$\frac{{U}_{额}{U}_{2}}{{R}_{0}}$．
（2）她还进一步设计出了只有电流表没有电压表解决这个问题的方法，其电路如图乙所示，她认为关键的一步是必须调节滑动变阻器，使电流表A₂的示数为0.25A时，再读出电流表A₁的示数，才能计算出小灯泡的额定功率．

Answer 1

分析 （1）测量小灯泡的额定功率，由P=UI可知，使电压表V₁的示数为2.5V，由因为L与R₀串联，可得L的电流，故可求P；
（2）已知电流，要求小灯泡的额定功率，必须有额定电压，L与R₀并联，R0两端电压等于2.5V，由欧姆定律可得电流表A₂的电流示数．

解答 解：（1）测量小灯泡的额定功率，由P=UI可知，应调节滑动变阻器，使电压表V₁的示数即小灯泡的电压为2.5V，
因为L与R₀串联，I_L=I=$\frac{{U}_{2}}{{R}_{0}}$，
小灯泡额定功率的表达式：P=U_LI_L=$\frac{{U}_{额}{U}_{2}}{{R}_{0}}$；
（2）由题意和图乙可知，测量小灯泡的额定功率，由P=UI可知，应调节滑动变阻器，使L与R₀并联的电压等于额定电压即2.5V，已知R₀=10Ω，由欧姆定律可得，
I₂=$\frac{{U}_{{R}_{0}}}{{R}_{0}}$=$\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A．
故答案为：（1）2.5；$\frac{{U}_{额}{U}_{2}}{{R}_{0}}$；（2）0.25．

点评 本题考查了串、并联电路的电流（电压）特点及伏阻法测小灯泡的额定功率，是一道综合题．