物理兴趣活动课上，老师让同学们测一个已知额定电压为3.8V的小灯泡的额定功率．老师提供的器材如下：电源（电压恒为6V）；一块电压表（量程0-3V，分度值0.1V；量程0-15V，分度值0.5V

Question

物理兴趣活动课上，老师让同学们测一个已知额定电压为 3.8V 的小灯泡的额定功率．老师提供的器材如下：电源（电压恒为 6V）；一块电压表（量程 0-3V，分度值 0.1V；量程 0-15V，分度值 0.5V）；一个滑动变阻器，一个已知阻值的定值电阻 R₀（R₀ 的阻值小于该灯泡的电阻）；三个开关及若干导线．请你利用上述器材，帮助同学们设计一个实验，较精确地测出小灯泡的额定功率．要求：（电路不可重组） 
（1）在虚线框内画出你设计的实验电路图； 
（2）根据你设计的电路，写出主要实验步骤及需测量的物理量； 写出灯泡额定功率的数学表达式．（用已知量和测量量表示）

Answer 1

（1）要想精确测出小灯泡的额定功率，应选用电压表的小量程，灯泡正常发光时，滑动变阻器和定值电阻两端电压是6V-3.8V=2.2V<3V，电压表可以用0～3V量程，把电压表并联到滑动变阻器和定值电阻两端，当电压表示数为2.2V时，小灯泡正常发光；该电路为串联电路，则通过定值电阻的电流为通过灯泡的电流，故还需要用开关的通断来测出定值电阻两端的电压，从而求出电流，如图：
；
（2）实验过程：①按照图连接电路，闭合开关S₂，调节滑动变阻器，使电压表示数为2.2V；
②断开S₂，闭合S₁，滑片位置不变，记下电压表示数U₂．
（3）灯泡两端电压为U_额=6V-2.2V=3.8V；
电路电流为I=(2.2V-U2)/(R0)；
灯泡的额定功率为P_额=U_额I=3.8V×(2.2V-U2)/(R0)．
故答案为：见解析．