Question

同学用一电源（不知电压）、两个开关、一个电流表、一个滑动变阻器R（20Ω，2A）和若干导线来测一个小灯泡的额定功率，小灯泡上仅有“0.2A”字样，额定电压已看不清楚，他经过思考后，设计并连接了电路，在进行实验时，他发现当滑动变阻器的滑片处于中点时，小灯泡能正常发光，最后，该同学测出了小灯泡的额定功率。

（1）请你画出该同学设计的实验电路图；

（2）请你说明这个同学测这个小灯泡额定功率的步骤、所测的物理量，并写出有关的计算过程和这个小灯泡额定功率P的数学表达式。

Answer 1

（1）实验电路图如下：

（2）实验步骤为：

①将滑动变阻器滑片移到最大阻值R ₀ 处，闭合开关S ₁ ，记下电流表的示数I ₁ ；
②断开开关S ₁ ，闭合开关S ₂ ，调节滑动变阻器滑片，使电流表示数为I ₂ = 0.2A，此时滑动变阻器接入电路电阻R ₀ / 2．

（3）由上得电源电压为U = I ₁ R ₀ ．
当灯泡正常发光时，滑动变阻器两端电压为U′
当灯泡正常发光时两端电压为U_额 = U - U ′ =
所以灯泡的额定功率为P_额 = U_额I_额 =