Question

14．在“測量小燈泡額定功率”的實驗中，被測小燈泡上只能看到“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出了小燈泡的額定功率．
實驗器材：一塊6V的電源、一塊量程合適的電壓表、一個滑動變阻器、一個阻值為R₀的定值電阻、若干開關(guān)和導(dǎo)線，請完成以下任務(wù)：
（1）畫出該組同學(xué)設(shè)計的電路圖；
（2）寫出實驗步驟；
（3）寫出燈泡額定功率的表達(dá)式（用已知量和測量表示）．

Answer 1

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

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）實驗步驟：
①斷開開關(guān)，按電路圖連接實物；
②閉合S₁和S₃，移動滑動變阻器的滑片，使電壓表示數(shù)為3.8V；
③保持滑片位置不動，閉合開關(guān)S₁和S₂，測得電壓表示數(shù)為U．
（3）表達(dá)式：
燈泡正常發(fā)光時，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）實驗步驟：
①斷開開關(guān)，按電路圖連接實物；
②閉合S₁和S₃，移動滑動變阻器的滑片，使電壓表示數(shù)為3.8V；
③保持滑片位置不動，閉合開關(guān)S₁和S₂，測得電壓表示數(shù)為U．
（3）P=3.8V×$\frac{U-3.8V}{{R}_{0}}$．

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