Question

14．在“測(cè)量小燈泡額定功率”的實(shí)驗(yàn)中，被測(cè)小燈泡上只能看到“3.8V”字樣，某小組還發(fā)現(xiàn)電流表已經(jīng)損壞，于是他們利用下列器材只連接了一次電路就測(cè)出了小燈泡的額定功率．
實(shí)驗(yàn)器材：一塊6V的電源、一塊量程合適的電壓表、一個(gè)滑動(dòng)變阻器、一個(gè)阻值為R₀的定值電阻、若干開關(guān)和導(dǎo)線，請(qǐng)完成以下任務(wù)：
（1）畫出該組同學(xué)設(shè)計(jì)的電路圖；
（2）寫出實(shí)驗(yàn)步驟；
（3）寫出燈泡額定功率的表達(dá)式（用已知量和測(cè)量表示）．

Answer 1

分析 根據(jù)電功率的計(jì)算公式P=UI，要測(cè)出燈泡的額定電功率，在已知額定電壓的情況下，需測(cè)出其正常發(fā)光時(shí)的電流值．該題沒有給出電流表，所以應(yīng)利用定值電阻R₀，由電壓表測(cè)出燈泡正常發(fā)光時(shí)定值電阻兩端的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路特點(diǎn)和歐姆定律計(jì)算出電流值即可達(dá)到目的．由此設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)并解答．

解答 解：
（1）為能根據(jù)定值電阻的電流得知燈泡的電流，應(yīng)將定值電阻、燈泡串聯(lián)，變阻器也應(yīng)串聯(lián)在電路中，利用開關(guān)的連接能使電壓表分別測(cè)出燈泡兩端的電壓及燈泡和定值電阻兩端的總電壓，如圖所示：
；
（2）實(shí)驗(yàn)步驟：
①斷開開關(guān)，按電路圖連接實(shí)物；
②閉合S₁和S₃，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，使電壓表示數(shù)為3.8V；
③保持滑片位置不動(dòng)，閉合開關(guān)S₁和S₂，測(cè)得電壓表示數(shù)為U．
（3）表達(dá)式：
燈泡正常發(fā)光時(shí)，R₀兩端電壓：U₀=U-3.8V，
由串聯(lián)電路特點(diǎn)和歐姆定律可得：I_L=I₀=$\frac{U-3.8V}{{R}_{0}}$，
燈泡的額定功率：P=UI=3.8V×$\frac{U-3.8V}{{R}_{0}}$．
故答案為：（1）見上圖；
（2）實(shí)驗(yàn)步驟：
①斷開開關(guān)，按電路圖連接實(shí)物；
②閉合S₁和S₃，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，使電壓表示數(shù)為3.8V；
③保持滑片位置不動(dòng)，閉合開關(guān)S₁和S₂，測(cè)得電壓表示數(shù)為U．
（3）P=3.8V×$\frac{U-3.8V}{{R}_{0}}$．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了運(yùn)用串聯(lián)電路的電流特點(diǎn)測(cè)小燈泡的額定功率．注意要調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器使燈的電壓達(dá)到額定電壓后，再去測(cè)量定值電阻兩端的電壓，才能求得燈的額定功率．