Question

在“测量小灯泡的电功率”的实验中，实验室提供如下器材：电源（电压恒为6V）、电压表和电流表各一个、额定电压为2.5V的待测小灯泡L（电阻约为10Ω）、滑动变阻器两个（R_甲：“10Ω1A”；R_乙：“50Ω 0.5A”）、开关S、导线若干。

试验次数	电压U/V	电流I/A
1	1.5	0.18
2	2.5	0.24
3	3.0	0.28

（1）实验中，应选用的滑动变阻器是______（选填“R_甲或R_乙”）

（2）选用滑动变阻器后，请你根据以上器材设计一个测量小灯泡电功率的实验电路图，并画在图甲的虚线框内：

（______）

（3）某小组在实验中记录了3组小灯泡的电流随电压变化的情况，如表，完成实验后小组进一步求得该小灯泡正常发光时的电阻为______Ω．（结果保留一位小数）

（4）另一小组实验时，发现电流表已经损坏，为了测出该小灯泡的额定功率，小组在实验室选了一个10Ω的电阻R₀和一个单刀双掷开关，设计了如图乙所示的电路并完成了该实验（电源电压不变）。请你写出实验步骤，求出小灯泡的额定功率P_额（用R₀、U_额、U₁表示）

实验步骤：______；

小灯泡的额定功率P_额=______。

Answer

R乙 10.4 ①闭合开关S，S1接b，调节滑动变阻器R使小灯泡正常发光，记录电压表示数U1。

②闭合开关S，滑动变阻器滑片保持不动，S1接a，读出此时电压表示数为U2

【解析】

（1）根据额定电压为2.5V的待测小灯泡L（电阻约为10Ω），由欧姆定律得出灯的额定电流，根据串联电路的规律及欧姆定律得出变阻器连入电路的电阻确定选用滑动变阻器；

（2）电压表测灯的电压，电流表测电路中的电流；

（3）由欧姆定律求得该小灯泡正常发光时的电阻；

（4）要测灯的额定功率，首先使灯正常发光，先将电压表与灯并联，通过移动滑片的位置，使灯的电压为额定电压；保持滑片位置不动，通过开关的转换，使电压表测灯与定值电阻的电压，因此时各电阻的大小和电压不变，灯仍正常工作，根据串联电路电压的规律，可求出此时定值电阻的电压，由欧姆定律可求出灯的额定电流，根据 可求出灯的额定功率。

本题测灯的功率，考查实验原理，电路设计、器材选择、电阻计算和设计方案测功率的能力。

[1]由欧姆定律，灯的额定电流为：

,

根据串联电路的规律及欧姆定律，变阻器连入电路的电阻：

，

故选用滑动变阻器R乙；

[2]测量小灯泡电功率的实验电路图如下所示：

[3]小灯泡正常发光时的电阻为：

；

[4]实验步骤：

①闭合开关S，S1接b，调节滑动变阻器R使小灯泡正常发光，记录电压表示数U1；

②闭合开关S，滑动变阻器滑片保持不动，S1接a，读出此时电压表示数为U2；

[5]在②中，电压表测灯与定值电阻的电压，因保持滑片位置不动，各电阻的大小和电压不变，灯仍正常工作，根据串联电路电压的规律，此时定值电阻的电压为U2-U1；由欧姆定律灯的额定电流：

，

则小灯泡额定功率：

。