Question

【题目】某物理兴趣小组的同学为了用实验来探究“电流一定时，导体消耗的电功率与导体电阻的关系”，向实验室借来了如下实验器材：电源、关、滑动变阻器、电阻箱（符号），电压表、电流表及导线．他们通过实验完成了探究．

（1）他们经过思考，通过测出电阻箱两端的电压和通过的电流，计算出电阻箱消耗的电功率，从而得到电功率与电阻的关系．请你在虚线框内画出他们探究的实验电路图_____．

（2）该电路中滑动变阻器的作用除保护电路外，另一个重要作用是调节电路中的电流，______________　。

（3）要完成该实验，需要记录的物理量　___________________ 。

（4）完成上述实验后，小明又借了一个标为“3.8V”字样的小灯泡，一个单刀双掷开关，设计了如图1所示实验电路图来测小灯泡的额定功率．请完成下列实验步骤：

（a）闭合开关S1，将开关S2拨到触点___，把电阻箱调到R0，使电压表的示数为 ______ V.

（b）再将开关S2拨到触点__________，读出电压表的示数为U。

（c）灯泡额定功率的表达式P=_______________。

Answer 1

【答案】 使每次流过R的电流相等 电阻箱两端的电压U、电流I及本身的阻值R 2 3.8 1 P=3.8V(U-3.8V)/R0

【解析】（1）根据题意知道，电压表需要并联在电阻箱两端测其电压，电阻箱与滑动变阻器串联，电流表串联在电路中测电流，故电路连接如下图：

（2）滑动变阻器在该电路中的作用除保护电路外，还起到调节电路中的电流作用，即为了得到电功率与电阻的关系，需要使每次流过R的电流相等的作用；

（3）该实验是利用P=UI计算阻值不同时的电阻箱的功率，然后进行比较分析，所以需要记录的物理量有：电压表示数U、电流表示数I和电阻箱阻值R；

（4）由图1 知道，此时没有电流表，所以需要利用定值电阻和电压表代替电流表与灯泡串联；

（a）首先闭合开关Sl ，将S2 拨到触点2，移动滑片，使灯泡两端的电压为3.8V，即电压表的示数为3.8V，使其正常发光；

（b）再测定值电阻两端的电压，将开关S2 拨到触点1，保持滑片的位置不动，读出电压表的示数U，则定值电阻两端的电压为U-3.8V；

（c）此时电路中的电流是：I=U0/R0=（U3.8V）/R0；故灯泡额定功率的表达式是：P=UI=。