Question

某课外实验小组在测定小灯泡额定功率的实验中，实验桌上已经备有下列器材：额定电压为2.5V的小灯泡、电压未知的电源（两端电压不变）、一个已知阻值为R的电阻、一个滑动变阻器、一只电流表、3个单刀单掷开关、导线若干．
（1）小亮同学设计的实验电路如图1所示，请你写出本实验主要测量步骤及所测物理量．①______，②______．
（2）本实验中，计算小灯泡额定功率的表达式P=______．
（3）若将电流表换为一只电压表而其他器材不变，要再设计一种方案测量小灯泡的额定功率，同组的小刚同学已连接了一部分实验电路（如图2所示），请你设计完成剩余实验电路的连接，并用笔画线代替导线在图2中完成实物电路图其余元件的连接．

Answer

要测灯泡的额定功率，根据R=可知应用电流表测出通过电阻的电流、电压表测出其两端的电压；实验中无电压表、有定值电阻，可根据并联电路的电压特点设计电路，即先用电流表测出通过定值电阻的电流使定值电阻两端的电压为1.5V，再用电流表测出并联电路的电流，进一步根据并联电路的电流特点求出通过灯泡的额定电流，根据P=UI求出灯泡的额定功率．定值电阻、灯泡、滑动变阻器串联，用开关控制电压表分别测量灯泡与定值电阻电压，利用串联电路电流相等测出灯泡正常发光时的电流，然后求出灯泡额定电压．
【解析】
（1）实验步骤：①根据电路图连接电路，闭合开关S1、S2，断开S3，移动滑动变阻器的滑片P，
使电流表的示数，并记录I1；
③保持滑动变阻器的滑片P位置不变，断开开关S2，闭合开关S3、S1，记录电流表示数I2．
（2）由实验步骤可知，通过灯泡的电流IL=I2-I1，灯泡额定功率PL=ULIL=2.5V×（I2-I1）．
（3）利用串联电路电流处处相等测出灯泡正常发光时的电流，然后由P=UI求出灯泡额定功率，定值定值、灯泡、滑动变阻器串联接入电路，利用开关分别测定值电阻与灯泡两端电压，电路图如图所示．
故答案为：（1）①根据电路图连接电路，闭合开关S1、S2，断开S3，移动滑动变阻器的滑片P，使电流表的示数，并记录I1；
②保持滑动变阻器的滑片P位置不变，断开开关S2，闭合开关S3、S1，记录电流表示数I2．
（2）P=2.5V（I2-I1）；（3）电路设计如图所示．