Question

10．小丽同学手里有一个标有“3.8V”字样小灯泡，她设计了如图所示的实验电路，测出了小灯泡的额定功率．已知阻值为R₀为定值电阻，电源电压恒定不变，请你帮她完成下列实验步骤：
（1）接好实验电路，闭合开关S₁，将开关S₂拨到触点2；（选填“1”或“2”）；
（2）移动滑片，使电压表的示数为3.8V；
（3）保持滑片的位置不动，再将开关S₂拨到触点1（选填“1”或“2”），读出电压表的示数为U；
（4）灯泡额定功率的表达式为P_额=$\frac{3.8V×（U-3.8V）}{{R}_{0}}$（用已知量和测量量表示）．

Answer 1

分析 由图可知：没有电流表的情况下，利用定值电阻和电压表代替电流表与灯泡串联，首先使灯泡两端的电压等于3.8V，然后测出此时定值电阻两端的电压，便可求出电路中的电流，根据P=UI计算出灯泡的额定电功率．

解答 解：
（1）接好实验电路，闭合开关S₁，S₂接2，灯泡L、电阻R₀和变阻器串联，电压表测灯泡L的电压；
（2）调节滑动变阻器，使电压表示数为3.8V，灯泡正常发光．
（3）保持滑片位置不变，S₂接1，灯泡L、电阻R₀和变阻器仍然串联，电压表测灯泡L、电阻R₀的电压之和，读出电压表示数U．
（4）因为串联，所以通过灯泡的电流等于通过电阻R₀的电流：I=I₀=$\frac{{U}_{R0}}{{R}_{0}}$=$\frac{U-3.8V}{{R}_{0}}$；
灯泡额定功率：P_额=U_额I=$\frac{3.8V×（U-3.8V）}{{R}_{0}}$．
故答案为：（1）2；（2）3.8；（3）1；（4）$\frac{3.8V×（U-3.8V）}{{R}_{0}}$．

点评 本题考查只用一种电表测功率，知道实验原理、应用串联电路特点与欧姆定律即可正确解题．