Question

8．小晗利用电压表和阻值为R₀的定值电阻，测量额定电压为2.5V的小灯泡L正常发光时的电阻R_L．她选择了满足实验要求的实验器材，并连接了如图实验电路．
（1）主要的实验步骤如下：断开开关S₂，闭合开关S₁、S₃，移动滑动变阻器的滑片P，使电压表示数为2.5V；保持滑动变阻器的滑片位置不变，再断开开关S₃，闭合开关S₂，记录电压表的示数为U；
（2）请用R₀及实验数据表示出R_L=$\frac{2.5V}{U-2.5V}{R}_{0}$．

Answer 1

分析 （1）因为要测灯泡正常发光时的电阻，则实验时首先应让灯泡电压等于额定电压时，即应让电压表先测灯泡两端的电压且移动滑动变阻器的滑片P使电压表的示数等于灯泡的额定电压．然后在保持滑动变阻器的滑片位置不变的条件下，再用电压表测出定值电阻两端的电压．
（2）可根据欧姆定律和串联电路的特点求出R_L的表达式．

解答 解：（1）断开开关S₂，闭合开关S₁、S₃，移动滑动变阻器的滑片P，为了使灯泡两端的实际电压为额定电压值，所以使电压表的示数为2.5V；保持滑动变阻器的滑片位置不变，断开开关S₃，闭合开关S₂，记录电压表的示数为U；
（2）由于灯泡和定值电阻串联，
所以定值电阻两端的电压为：U₀=U-U_额，
由于电路中的电流为I=$\frac{{U}_{0}}{{R}_{0}}$=$\frac{U-{U}_{额}}{{R}_{0}}$
所以R_L=$\frac{{U}_{额}}{I}$=$\frac{{U}_{额}{R}_{0}}{U-{U}_{额}}$=$\frac{2.5V}{U-2.5V}$R₀．
故答案为：（1）电压表示数为2.5V； （2）$\frac{2.5V}{U-2.5V}{R}_{0}$．

点评 明确此题的实验原理、试验方法；就能了解测量灯泡正常发光时的电阻时，应先调节滑动变阻器，使灯泡电压达到额定电压；保持滑动变阻器不变，用电压表测出定值电阻两端的电压，由欧姆定律求出流过电路的电流，最后由欧姆定律求出灯泡的电阻．