Question

（2013?武漢模擬）甲圖是某同學(xué)設(shè)計(jì)的測(cè)量小燈泡額定功率的電路圖，已知電源電壓保持不變，且大于小燈泡的額定電壓U_L，定值電阻的阻值為R₀．

（1）請(qǐng)根據(jù)甲圖將乙圖中的實(shí)物電路連接完整．
（2）該同學(xué)的操作過(guò)程如下：
閉合開(kāi)關(guān)S₁，將開(kāi)關(guān)S₂接1，然后將滑動(dòng)變阻器的滑片移至最

右

端，記下電壓表的示數(shù)U₁．將滑片移至最

左

端，開(kāi)關(guān)S₂改接到2，調(diào)節(jié)滑片，直至

電壓表的示數(shù)為額定電壓U_L

．將S₂又改接到1，記下此時(shí)電壓表的示數(shù)U₂．
（3）根據(jù)以上測(cè)量結(jié)果可知，小燈泡L的額定功率表達(dá)式為

(U1-UL)U2UL

(U1-U2)R0

．

Answer 1

分析：（1）滑動(dòng)變阻器按一上一下的原則串聯(lián)在電路中，電壓表與燈泡并聯(lián)；
（2）滑動(dòng)變阻器連入電路時(shí)，滑片要滑到電阻最大位置；滑片滑到最小阻值時(shí)，電阻兩端的電壓等于電源電壓；
滑動(dòng)變阻器的作用是：調(diào)節(jié)電路中的電流和燈泡兩端的電壓；
（3）開(kāi)關(guān)s₂接到1時(shí)，定值電阻和滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，電壓表測(cè)的是定值電阻兩端的電壓，根據(jù)I=

U

R

求出電路中的電流；根據(jù)U=U_R0+U_滑求出滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，再根據(jù)I=

U

R

求出滑動(dòng)變阻器此時(shí)連入電路的電阻；開(kāi)關(guān)s₂接到2時(shí)，燈泡和滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，電壓表測(cè)的是燈泡兩端的電壓，再根據(jù)U=U_滑+U_L求出滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，根據(jù)I=

U

R

求出電路中的電流，最后根據(jù)P=UI求出燈泡的額定功率．

解答：解：（1）滑動(dòng)變阻器按一上一下的原則串聯(lián)在電路中，電壓表與燈泡并聯(lián)；如下圖所示：

（2）閉合開(kāi)關(guān)S₁，將開(kāi)關(guān)S₂接1，然后將滑動(dòng)變阻器的滑片移至最右端，此時(shí)電路中只有定值電阻一個(gè)，它兩端的電壓即為電源電壓，U=U₁；
然后將滑片滑到電阻最大位置，即滑片在最左端；開(kāi)關(guān)S₂改接到2，燈泡和滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，調(diào)節(jié)滑片，直至電壓表的示數(shù)為額定電壓U_L；
（3）開(kāi)關(guān)s₂接到1時(shí)，定值電阻和滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，電壓表測(cè)的是定值電阻R₀兩端的電壓U₂，所以此時(shí)電路中的電流為I=

U2

R0

，滑動(dòng)變阻器兩端的電壓U_滑=U₁-U₂，所以此時(shí)滑動(dòng)變阻器連入電路的電阻R_滑=

U滑

I

=

U1-U2

U2 R0

=

U1-U2

U2

×R₀；
開(kāi)關(guān)s₂接到2時(shí)，燈泡和滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，電壓表測(cè)的是燈泡兩端的電壓U_L，此時(shí)滑動(dòng)變阻器兩端的電壓U_滑′=U₁-U_L，電路中的電流I′=

U ′ 滑

R滑

=

U1-UL

U1-U2 U2 ×R0

=

(U1-UL)U2

(U1-U2)R0

，
燈泡的額定功率：P=U_LI′=

(U1-UL)U2UL

(U1-U2)R0

．
（1）答案如上圖；（2）右；左；電壓表的示數(shù)為額定電壓U_L；（3）

(U1-UL)U2UL

(U1-U2)R0

．

點(diǎn)評(píng)：此題主要考查的是學(xué)生對(duì)測(cè)量小燈泡額定功率實(shí)驗(yàn)的特殊測(cè)量方法的理解和掌握，在沒(méi)有電流表或電壓表的情況下如何測(cè)量燈泡的電功率是中考的熱點(diǎn)．