Question

阿牛測定一只額定電壓為3.6V的小燈泡的額定功率，提供的器材有：電壓恒定為8V的電池組一個(gè)、滑動(dòng)變阻器一個(gè)、電流表和電壓表各一個(gè)，電壓表的內(nèi)阻為R_V=3000Ω，定值電阻R₀一個(gè)，阻值為1500Ω，開關(guān)一個(gè)和導(dǎo)線若干根，阿牛發(fā)現(xiàn)電壓表0-15V量程的分度值為0.5V，不能準(zhǔn)確測出3.6V，請你幫阿牛設(shè)計(jì)一個(gè)能準(zhǔn)確測出小燈泡額定功率的電路圖．
（1）在虛線框內(nèi)畫出你所設(shè)計(jì)的電路圖；
（2）寫出你的測量方法：________．

Answer 1

解：（1）滑動(dòng)變阻器串聯(lián)在電路中，電流表和燈泡串聯(lián)測量燈泡的電流，開關(guān)串聯(lián)在電路中，電壓表和定值電阻串聯(lián)組成新電壓表，這個(gè)整體測量燈泡的電壓，這個(gè)整體和燈泡并聯(lián)．電壓表和定值電阻是串聯(lián)的，電壓表和定值電阻分擔(dān)的電壓之比是兩者的電阻之比，所以當(dāng)燈泡兩端電壓是3.6V時(shí)，電壓表示數(shù)顯示2.4V．連接如下圖：

（2）測量方法：1、按電路圖連接好實(shí)物圖，電壓表接入0～3V量程，且滑動(dòng)變阻器的滑片移到最右端．
2、閉合開關(guān)，緩慢向左滑動(dòng)變阻器的滑片，使原電壓表示數(shù)達(dá)到2.4V．即此時(shí)虛線框這個(gè)“新電壓表”兩端的電壓是3.6V，也就是燈泡兩端的電壓是3.6V．
3、讀出此時(shí)電流表的示數(shù)，即為燈泡的額定電流．
4、知道燈泡兩端的電壓是額定電壓，知道額定電流，根據(jù)P=UI計(jì)算燈泡的額定功率．
故答案為：（1）如上圖；（2）1、按電路圖連接好實(shí)物圖，且滑動(dòng)變阻器的滑片移到最右端，電壓表接入0～3V量程．
2、閉合開關(guān)，緩慢向左滑動(dòng)變阻器的滑片，使原電壓表示數(shù)達(dá)到2.4V．即此時(shí)虛線框這個(gè)“新電壓表”兩端的電壓是3.6V，也就是燈泡兩端的電壓是3.6V．
3、讀出此時(shí)電流表的示數(shù)，即為燈泡的額定電流．
4、知道燈泡兩端的電壓是額定電壓，知道額定電流，根據(jù)P=UI計(jì)算燈泡的額定功率．
分析：（1）電壓表0～15V量程的分度值為0.5V，不能準(zhǔn)確測出3.6V，因?yàn)殡妷罕淼碾娮韬艽�，定值電阻的電阻也很大，電壓表和定值電阻串�?lián)組成一個(gè)新電壓表，定值電阻可以分擔(dān)一部分的電壓，電壓表的電阻值是3000Ω，定值電阻的阻值是1500Ω，兩者串聯(lián)起來分擔(dān)的電壓之比等于電阻之比，所以電壓表分擔(dān)2.4V電壓，定值電阻分擔(dān)1.2V電壓，用電壓表的3V量程可以直接測量．
（2）滑動(dòng)變阻器串聯(lián)在電路中起保護(hù)電路作用；電流表測量燈泡的電流，電流表和燈泡串聯(lián)；開關(guān)控制整個(gè)電路，開關(guān)串聯(lián)在電路中；電壓表和定值電阻串聯(lián)組成新電壓表，這個(gè)整體測量燈泡的電壓，這個(gè)整體和燈泡并聯(lián)．
點(diǎn)評(píng)：串聯(lián)電路中電阻起分擔(dān)電壓的作用，分擔(dān)電壓之比等于電阻之比，這是解決本題的關(guān)鍵，其它部分和測量燈泡功率的實(shí)驗(yàn)是相同的．