Question

在一次測(cè)定小燈泡額定功率實(shí)驗(yàn)中，老師給出下列器材：額定電壓為U₀的小燈泡，電源(電壓未知)、一個(gè)阻值為R的電阻，一個(gè)滑動(dòng)變阻器、一只電流表、一個(gè)單刀雙擲開關(guān)和若干導(dǎo)線，如圖所示，實(shí)驗(yàn)時(shí)不能忽略燈絲的電阻隨溫度而發(fā)生變化．

(1)小張同學(xué)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路圖如上，請(qǐng)你用筆畫線連接未完成的實(shí)物連線．

(2)寫出用以上實(shí)驗(yàn)電路測(cè)定小燈泡額定功率的主要步驟和需要測(cè)量的物理量(物理量用字母表示)．

(3)本實(shí)驗(yàn)中，小燈泡額定功率的表達(dá)式P＝________．

(4)若給出的器材中只將其中的一只電流表改為一只電壓表，請(qǐng)你重新設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)電路圖，測(cè)量小燈泡的電功率(畫出實(shí)驗(yàn)電路圖，不需要說明實(shí)驗(yàn)步驟)．

Answer 1

答案：
解析：

答案：(1)實(shí)物連接如圖所示． 　　(2)步驟和所測(cè)物理量： 　　第一步：先計(jì)算當(dāng)R兩端電壓為U0時(shí)，通過它的電流為． 　　第二步：S擲向接線柱1，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使電流表的示數(shù)為． 　　第三步：保持滑動(dòng)變阻器滑片不動(dòng)，S擲向接線柱2，讀出電流表的讀數(shù)為I． 　　(3)(I－)U0 　　(4)電路圖如圖所示． 　　分析：(1)連接實(shí)物圖必須認(rèn)真觀察電路圖，認(rèn)準(zhǔn)電路圖的連接特點(diǎn)之后，沿電流方向與電路元件擺放位置相同連接實(shí)物圖． 　　注意，單刀雙擲開關(guān)的接法：對(duì)于實(shí)物圖，此開關(guān)有了3個(gè)接線柱，接線時(shí)按照題的要求，分別連接1，2，3三個(gè)接線柱． 　　(2)因?yàn)榇祟}是在常規(guī)利用P＝IU原理的基礎(chǔ)上，根據(jù)題中給定的器材設(shè)計(jì)的電路圖，但無論是通過改進(jìn)的方法還是通過間接的手段，最終的目的都必須知道小燈泡兩端的電壓和通過小燈泡的電流，才能計(jì)算出小燈泡的電功率，在寫此題的實(shí)驗(yàn)步驟時(shí)則根據(jù)所設(shè)計(jì)的電路圖，用最簡(jiǎn)練的語言表達(dá)． 　　(3)在寫表達(dá)式時(shí)必須寫出最后推導(dǎo)的表達(dá)式． 　　(4)將電流表改為一只電壓表，因?yàn)殡妷罕肀仨毑⒙?lián)在小燈泡兩端，它能測(cè)小燈泡兩端的電壓，還需要利用間接條件來求出通過燈泡的電流，所以必須利用電阻R與燈串聯(lián)，再利用單刀雙擲開關(guān)連接電壓表、小燈泡及電源，其目的是既能測(cè)小燈泡兩端的電壓，又能測(cè)電源電壓．之后求出電阻R兩端的電壓，再由歐姆定律根據(jù)已知電阻R，求出通過R的電流也就是燈泡的電流，由基本原理公式P＝IU求燈泡的電功率．