Question

現(xiàn)有兩只電流表A₁和A₂，滑動(dòng)變阻器一個(gè)，阻值為R的定值電阻一個(gè)，小燈泡一只，6V蓄電池一組，導(dǎo)線若干．請(qǐng)你利用這些器材設(shè)計(jì)兩種測(cè)量小燈泡電功率的電路．要求：
（1）畫(huà)出電路圖；
（2）推導(dǎo)出電功率的表達(dá)式．

Answer 1

分析：（1）沒(méi)有電壓表，利用定值電阻和電流表以及其他元件測(cè)量燈泡的電功率，此時(shí)可用定值電阻和電流表來(lái)替代電壓表，設(shè)計(jì)成并聯(lián)電路，此時(shí)小燈泡兩端的電壓等于定值電阻兩端的電壓，則可根據(jù)P=UI計(jì)算出電功率；
（2）在已知電源電壓的情況下，也可使定值電阻與燈泡串聯(lián)，使滑動(dòng)變阻器的阻值為0，根據(jù)電流表的示數(shù)可以計(jì)算出定值電阻兩端的電壓，由串聯(lián)電路的電壓關(guān)系計(jì)算出燈泡兩端的電壓，即可根據(jù)P=UI計(jì)算出電功率．

解答：解：
方法一：將定值電阻R₀與燈泡并聯(lián)，兩電流表分別測(cè)量燈泡和定值電阻的電流，電路如圖所示：

按電路圖連接電路，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片到某一位置，記下A1的示數(shù)I1和A2的示數(shù)I2．
則小燈泡兩端的電壓為U=U_R=I₁R
小燈泡的功率為P=UI₂=I₁RI₂=I₁I₂R；
方法二：使燈泡與定值電阻R₀串聯(lián)，將其中一只電流表串聯(lián)在電路中，電路如圖所示：

按電路圖連接電路，閉合開(kāi)關(guān)，將滑動(dòng)變阻器的滑片P移至最左端，記下電流表的示數(shù)I，則滑動(dòng)變阻器兩端的電壓UR=IR，燈泡兩端的電壓U=6V-IR，
則P=UI=（6V-IR）I．

點(diǎn)評(píng)：此題考查了在沒(méi)有電流表情況下燈泡額定功率的測(cè)量，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，這是重點(diǎn)也是難點(diǎn)，在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)可參考一下：
沒(méi)有電壓表，利用定值電阻和電流表以及其他元件測(cè)量電阻的阻值或電功率時(shí)，一般設(shè)計(jì)成并聯(lián)電路，找電壓相等列等式求出被測(cè)電阻或電功率；
沒(méi)有電流表，利用電壓表和定值電阻以及其他元件測(cè)量電阻的阻值或電功率時(shí)，一般設(shè)計(jì)成串聯(lián)電路，找電流相等列等式求出被測(cè)電阻或電功率．