Question

小林在測(cè)量標(biāo)有“2.5V”的小燈泡的額定功率時(shí)，發(fā)現(xiàn)電流表出現(xiàn)故障．實(shí)驗(yàn)室沒(méi)有多余的電流表了，老師給他一個(gè)標(biāo)有“20Ω 1.5A”的滑動(dòng)變阻器R₂，問(wèn)他是否能夠完成測(cè)量任務(wù)．他思考了一下，設(shè)計(jì)出如圖所示的電路，并用它測(cè)出了小燈泡的額定功率．以下是他的部分實(shí)驗(yàn)步驟，請(qǐng)你補(bǔ)充完整：
（1）將電壓表調(diào)零，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，按圖連接電路；
（2）將R₁的阻值調(diào)為最大，

滑動(dòng)變阻器R₂的滑片置于a端

，閉合開(kāi)關(guān)S，調(diào)節(jié)R₁使電壓表的示數(shù)為U₁=2.5V，記錄數(shù)據(jù)；
（3）保持R₁的滑片位置不變，

滑動(dòng)變阻器R₂的滑片置于b端

，讀出并記錄電壓表的示數(shù)U₂，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S．
根據(jù)上述過(guò)程進(jìn)行測(cè)量得到的數(shù)據(jù)，可以計(jì)算出小燈泡的額定功率為P_額=

U2-2.5

8

W

．

Answer 1

分析：測(cè)燈泡的額定功率，一定要使燈泡在額定電壓下工作，因電流表出現(xiàn)故障，故可利用串聯(lián)電路電流相同的特點(diǎn)，根據(jù)與燈泡串聯(lián)的已知電阻的阻值得出，所以設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)原理是：燈泡、已知電阻R2和滑動(dòng)變阻器R₁串聯(lián)，將電壓表通過(guò)滑動(dòng)變阻器R₂的滑片與燈泡并聯(lián)，采取通過(guò)移動(dòng)R₂的滑片到a端，先測(cè)燈泡的電壓，調(diào)節(jié)R₁使電壓表的示數(shù)為燈泡的額定電壓，然后移動(dòng)滑片到b端，測(cè)出燈泡和R₂的總電壓．最后即可根據(jù)串聯(lián)電路的特點(diǎn)和功率P=UI計(jì)算燈泡的額定功率．

解答：解：根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理分析可知：首先使燈泡正常工作，即通過(guò)觀察電壓表示數(shù)使燈泡兩端的電壓達(dá)到額定電壓值2.5V，然后再通過(guò)移動(dòng)R₂的滑片到b端，測(cè)出燈泡和電阻R₂的總電壓；
所以，實(shí)驗(yàn)步驟為：
（1）將電壓表調(diào)零，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，按圖連接電路；
（2）將R₁的阻值調(diào)為最大，滑動(dòng)變阻器R₂的滑片置于a端，閉合開(kāi)關(guān)S，調(diào)節(jié)R₁使電壓表的示數(shù)為U₁=2.5V，記錄數(shù)據(jù)；
（3）保持R₁的滑片位置不變，滑動(dòng)變阻器R₂的滑片置于b端，讀出并記錄電壓表的示數(shù)U₂，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S．
∵燈泡和滑動(dòng)變阻器R₁、R₂串聯(lián)，
∴R₂兩端的電壓為：U₂-U₁，
則串聯(lián)電路中的電流為：I=

U2-U1

R2

，
所以，燈泡的額定功率為：
P_額=U₁I=U₁

U2-U1

R2

=

U1(U2-U1)

20Ω

=

U2-2.5

8

W．
故答案為：滑動(dòng)變阻器R₂的滑片置于a端；滑動(dòng)變阻器R₂的滑片置于b端

U2-2.5

8

W．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了串聯(lián)電路的電流特點(diǎn)及伏阻法測(cè)小燈泡的額定功率．注意要調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R₁使燈的電壓為U_L后，再去測(cè)量燈泡和已知阻值的滑動(dòng)變阻器R₂兩端的總電壓，才能求得燈的額定功率．