Question

【題目】物理課上，老師拿來一個(gè)額定電壓為2.5V的小燈泡，請(qǐng)同學(xué)們測(cè)出它的額定功率，老師提供的器材有：電源一個(gè)（電壓恒定且未知）、阻值為R0的定值電阻一個(gè)、滑動(dòng)變阻器一個(gè)、電壓表一只、開關(guān)3個(gè)、導(dǎo)線若干（以上器材均滿足實(shí)驗(yàn)需求），請(qǐng)你幫助同學(xué)們完成下列內(nèi)容（實(shí)驗(yàn)時(shí)不能忽略燈絲電阻隨溫度發(fā)生的變化）

（1）在虛框內(nèi)畫出你所設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路圖（電路不可重組）：
（2）寫出上要實(shí)驗(yàn)步驟及要測(cè)量的物理量：
（3）寫出額定功率的數(shù)學(xué)表達(dá)式（用已知量和測(cè)得量表示）.

Answer 1

【答案】
（1）解：如圖所示：

（2）解：實(shí)驗(yàn)步驟：①閉合S、S1，斷開S2，調(diào)節(jié)滑片使電壓表示數(shù)為U1=2.5V；②保持滑片位置不變，斷開S1，閉合S、S2，讀出電壓表示數(shù)U2．
（3）解：計(jì)算燈泡的額定功率：根據(jù)串聯(lián)電路電流相等，所以，IL=I0= ，燈泡的額定功率為：P=UI=2.5V×
【解析】（1）因?yàn)橐獪y(cè)定燈泡的額定功率，故需要測(cè)得燈泡的額定電壓和額定電流，讓定值電阻R0 與燈泡串聯(lián)，通過滑動(dòng)變阻器調(diào)節(jié)燈泡電壓使之正常發(fā)光，通過測(cè)燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流，由P=UI計(jì)算燈泡的額定功率，所以設(shè)計(jì)如圖所示電路：

；（2）實(shí)驗(yàn)步驟：①閉合S、S1 ，斷開S2 ，調(diào)節(jié)滑片使電壓表示數(shù)為U1 =2.5V；②保持滑片位置不變，斷開S1 ，閉合S、S2 ，讀出電壓表示數(shù)U2；（3）根據(jù)串聯(lián)電路電流相等，所以，IL =I0 =U0/R0=U22.5V/R0，

燈泡的額定功率為：P=UI=2.5V×U22.5V/R0=2.5V×(U22.5V)/R0.
【考點(diǎn)精析】解答此題的關(guān)鍵在于理解電功率的計(jì)算公式的相關(guān)知識(shí)，掌握計(jì)算電功率公式：P =W/t ；P=UI ; 式中單位P→瓦(w)；W→焦；t→秒；U→伏（V）；I→安（A）計(jì)算電功率還可用公式：P=I2R和P= U2/R．