Question

11．小明用伏安法測(cè)一個(gè)小燈泡電功率，不小心將電流表燒壞了（如圖，電流表已拿走，其他器材都完好無(wú)損，電線若干），他又在電學(xué)實(shí)驗(yàn)盒中找到了一個(gè)已知阻值的定值電阻R₀．要測(cè)出小燈泡在額定電壓U下的額定功率P，應(yīng)該如何繼續(xù)實(shí)驗(yàn)？要求：

（1）在方框內(nèi)畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖；
（2）寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)步驟；
（3）用測(cè)得的物理量字母寫(xiě)出求額定功率P的最終結(jié)果的數(shù)學(xué)表達(dá)式．

Answer 1

分析 利用串聯(lián)電路中電流處處相等的特點(diǎn)，讓小燈泡與定值電阻R₀、滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，先調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的阻值使燈泡的電壓為U，再用電壓表測(cè)出此時(shí)定值電阻兩端的電壓，由歐姆定律計(jì)算出電路中的電流，再計(jì)算燈泡的額定功率．由此分析解答．

解答 解：
（1）由P=UI知，為測(cè)燈泡的額定功率需得到燈泡額定電壓，由于沒(méi)有電流表，可將燈泡、R₀、滑動(dòng)變阻器串聯(lián)在電路中，先測(cè)燈泡兩端電壓，調(diào)節(jié)變阻器使燈泡正常發(fā)光，再測(cè)R₀兩端電壓，則即通過(guò)計(jì)算定值電阻的電流得出燈泡的額定電流，由此畫(huà)出電路圖：
；
（2）實(shí)驗(yàn)步驟：
①按電路圖連接電路，將電壓表先并聯(lián)在燈泡兩端，調(diào)節(jié)滑片的位置，使得燈泡兩端的電壓為U；
②斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，保持滑動(dòng)變阻器阻值不變，將電壓表取下來(lái)，并聯(lián)在定值電阻R₀兩端，記下此時(shí)電壓表的示數(shù)是U₀；
（3）燈泡正常發(fā)光時(shí)，通過(guò)定值電阻的電流等于小燈泡的電流，即：I_額=I₀=$\frac{{U}_{0}}{{R}_{0}}$，
小燈泡的額定功率：P=UI=U×$\frac{{U}_{0}}{{R}_{0}}$．
故答案為：（1）見(jiàn)上圖；
（2）①按電路圖連接電路，將電壓表先并聯(lián)在燈泡兩端，調(diào)節(jié)滑片的位置，使得燈泡兩端的電壓為U；
②斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，保持滑動(dòng)變阻器阻值不變，將電壓表取下來(lái)，并聯(lián)在定值電阻R₀兩端，記下此時(shí)電壓表的示數(shù)是U₀；
（3）P=U×$\frac{{U}_{0}}{{R}_{0}}$．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了串聯(lián)電路的電流特點(diǎn)及伏阻法測(cè)小燈泡的額定功率．注意要調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器使燈的電壓為U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．