1. 实验桌上有一个额定电压为$U_0$的小灯泡 L，一个定值电阻$R_0$，一个滑动变阻器 R，一个电压恒定的电源$U$，$U ＞ U_0$，两个合适的电压表，导线若干，单刀单掷开关和单刀双掷开关各若干。小明选用桌上的器材，设计了几个测小灯泡额定功率的实验方案。请你根据小明的实验原理图，完成下列填空。
方法 1：
(1)如图甲，闭合开关 S，调节滑动变阻器，使电压表$ V_1$的示数为，读出电压表$ V_2$的示数为。
(2)小灯泡 L 的额定功率$P =$。
方法 2：
(1)如图乙，闭合开关$ S$、$ S_2$，断开开关$ S_1$，调节滑动变阻器，使电压表 V 的示数为。
(2)保持滑动变阻器滑片位置不变，闭合开关$ S$、$ S_1$，断开开关$ S_2$，读出电压表 V 的示数为。
(3)小灯泡 L 的额定功率$P =$。

$U_0$
$U_2$
$\frac{U_0U_2}{R_0}$
$U_0$
$U_2$
$\frac{U_0(U_2 - U_0)}{R_0}$

【解析】
方法1：
(1) 要使小灯泡正常发光，需让其两端电压等于额定电压$U_0$，因此调节滑动变阻器，使电压表$V_1$的示数为$U_0$；此时电压表$V_2$测定值电阻$R_0$两端的电压，读出其示数为$U_2$。
(2) 串联电路中电流处处相等，电路电流$I=\frac{U_2}{R_0}$，小灯泡的额定功率$P=U_0I=\frac{U_0U_2}{R_0}$。
方法2：
(1) 闭合开关$S$、$S_2$，断开$S_1$时，电压表测小灯泡两端电压，调节滑动变阻器使电压表示数为$U_0$，小灯泡正常发光。
(2) 保持滑动变阻器滑片位置不变，闭合$S$、$S_1$，断开$S_2$，电压表测小灯泡与$R_0$的总电压，读出其示数为$U_2$。
(3) 此时$R_0$两端电压为$U_2-U_0$，电路电流$I=\frac{U_2-U_0}{R_0}$，小灯泡额定功率$P=U_0I=\frac{U_0(U_2-U_0)}{R_0}$。
【答案】
方法1：
(1) $U_0$；$U_2$
(2) $\frac{U_0U_2}{R_0}$
方法2：
(1) $U_0$
(2) $U_2$
(3) $\frac{U_0(U_2-U_0)}{R_0}$
【知识点】
1. 额定功率测量
2. 串联电路规律
3. 电功率计算
【点评】
本题通过两种电路设计测量小灯泡额定功率，核心是利用串联电路的电流、电压规律，结合额定功率定义推导计算，考查了学生对实验原理的理解应用能力及电功率公式的掌握。
【难度系数】
0.6

2. 实验桌上有一个额定电压为$U_0$的小灯泡 L，一个定值电阻$R_0$，一个滑动变阻器 R，一个电压恒定的电源$U$，$U ＞ U_0$，有两个合适的电流表，导线若干，单刀单掷开关和单刀双掷开关各若干。小华选用桌上的器材，设计了几个测小灯泡额定功率的实验方案。请根据小华的实验原理图，完成下列填空。

方法 1：
(1)如图甲，闭合开关 S，调节滑动变阻器，使电流表$ A_2$的示数为，读出此时电流表$ A_1$的示数为。
(2)小灯泡 L 的额定功率$P =$。
方法 2：
(1)如图乙，闭合开关$ S$、$ S_1$，断开开关$ S_2$，调节滑动变阻器，使电流表 A 的示数为。
(2)保持滑动变阻器滑片位置不变，闭合开关$ S$、$ S_2$，断开开关$ S_1$，读出电流表 A 的示数为。
(3)小灯泡 L 的额定功率$P =$。

$\frac{U_0}{R_0}$
$I_1$
$U_0I_1$
$\frac{U_0}{R_0}$
$I_1$
$U_0\left(I_1 - \frac{U_0}{R_0}\right)$

【解析】
方法1：
(1) 由图甲可知，灯泡L与$R_0$并联后再与滑动变阻器R串联。要使小灯泡正常发光，需让并联部分电压等于额定电压$U_0$，根据欧姆定律，通过$R_0$的电流$I_{R0}=\frac{U_0}{R_0}$，因此调节滑动变阻器，使电流表$A_2$的示数为$\frac{U_0}{R_0}$；此时电流表$A_1$测小灯泡的额定电流，记为$I_1$。
(2) 根据功率公式$P=UI$，小灯泡的额定功率$P=U_0I_1$。
方法2：
(1) 闭合开关$ S$、$ S_1$，断开开关$ S_2$时，$R_0$与L并联后与R串联，调节滑动变阻器，使电流表A的示数为$\frac{U_0}{R_0}$，此时$R_0$两端电压为$U_0$，小灯泡L两端电压也为$U_0$，正常发光。
(2) 保持滑动变阻器滑片位置不变，闭合开关$ S$、$ S_2$，断开开关$ S_1$，此时电流表A测$R_0$与L的总电流，记为$I_1$。
(3) 小灯泡的额定电流$I_L=I_1-\frac{U_0}{R_0}$，则额定功率$P=U_0(I_1 - \frac{U_0}{R_0})$。
【答案】
方法1：
(1) $\boldsymbol{\frac{U_0}{R_0}}$；$\boldsymbol{I_1}$
(2) $\boldsymbol{U_0I_1}$
方法2：
(1) $\boldsymbol{\frac{U_0}{R_0}}$
(2) $\boldsymbol{I_1}$
(3) $\boldsymbol{U_0(I_1 - \frac{U_0}{R_0})}$
【知识点】
1. 欧姆定律的应用
2. 并联电路的电流规律
3. 额定功率的计算
【点评】
本题考查测小灯泡额定功率的实验，利用并联电路电压特点和欧姆定律间接得到小灯泡的额定电压，再结合电流表的示数计算额定功率，需熟练掌握串并联电路的规律和功率公式的应用。
【难度系数】
0.6