Question

測燈泡的額定功率
器材：小燈泡額定電壓U₀；電源（未知）；電阻R；滑動變阻器；電流表；單刀雙擲開關；導線若干（不能忽略燈線電阻隨溫度變化）
①設計圖如圖1所示，請完成圖2的實物連圖．
②寫出主要步驟和物理量
③P_L=

U₀（I-

U0

R

）

．
④將電流表改成電壓表重新設計，畫出電路圖并加以說明．

Answer 1

分析：（1）在連接實物圖時需注意：滑動變阻器選擇一上一下與電路圖中接入的部分對應；
（2）測定了燈泡的功率是利用公式P=UI進行，開關在2時，R與L并聯(lián)，電流表測總電流，開關在1時，電流表測通過R的電流，根據并聯(lián)電路電流的規(guī)律可以求得通過燈泡的電流；
（3）根據測得物理量，結合P=UI列出；
（4）沒有電流表，利用電壓表和定值電阻，一般設計成串聯(lián)電路，找電流相等列等式求出．

解答：解：（1）實物連線如圖所示：
；
（2）因小燈泡的額定電壓U₀已知，故通過電阻R的電流為I_R=

U0

R

，故還需要：
將S擲向接線柱1，調節(jié)滑動變阻器，使電流表讀數

U0

R

；
保持滑動變阻器滑片不動，S擲向接線柱2，讀出電流表讀數I．
（3）由（2）得，通過小燈泡的電流為：I_L=I-I_R=I-

U0

R

，
小燈泡的功率為：P=UI=U₀（I-

U0

R

）；
（4）利用電壓表和定值電阻，一般設計成串聯(lián)電路，找電流相等列等式求出．
電路圖如圖所示：

故答案為：（1）如上圖所示；
（2）步驟為：①將S擲向接線柱1，調節(jié)滑動變阻器，使電流表讀數為I₀=

U0

R

，
②保持滑動變阻器滑片不動，S擲向接線柱2，讀出電流表讀數I．
③通過燈的電流為I_L=I-

U0

R

；
（3）U₀（I-

U0

R

）；
（4）如上圖．

點評：本題主要考查學生對電學知識的綜合應用，尤其是實驗設計，這是重點也是難點，在設計實驗時可參考一下：
①沒有電壓表，利用定值電阻和電流表以及其他元件測量電阻的阻值時，一般設計成并聯(lián)電路，找電壓相等列等式求出；
②沒有電流表，利用電壓表和定值電阻以及其他元件測量電阻的阻值時，一般設計成串聯(lián)電路，找電流相等列等式求出．