Question

現(xiàn)在要測量一只額定電壓為U=3V的小燈泡L的額定功率P（約為0.3W）．實(shí)驗(yàn)室備有如下器材：
電流表A₁（量程200mA，內(nèi)阻r₁=10Ω）；電流表A₂（量程300mA，內(nèi)阻不祥）
定值的電阻R（10Ω）；滑動(dòng)變阻器R₁（0～100Ω，0.5A）
電源E（E=4.5V，r≈1Ω）；單刀開關(guān)一個(gè)、導(dǎo)線若干．
（1）設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)電路（畫在給定的方框中）；
（2）按（1）中設(shè)計(jì)的電路圖把右圖儀器連接起來；
（3）列寫出主要的實(shí)驗(yàn)步驟：

①按設(shè)計(jì)的電路圖連接好電路，開關(guān)S閉合前，滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)片P移至阻值最大的位置；
②閉合開關(guān)S，移動(dòng)滑片P，使電流表A₁的示數(shù)約為I1=

U

R+r1

(=

3

10+10

A=150mA)
使小燈泡正常發(fā)光，同時(shí)記下此時(shí)電流表A₂的示數(shù)I₂；　
③計(jì)算出小燈泡的額定功率P．

．
（4）實(shí)驗(yàn)中計(jì)算燈泡額定功率的表達(dá)式為：

P=U（I₂-I₁）

．
（必須用題中給定的符號(hào)及你自己在（3）中設(shè)定的記錄符號(hào)來表示）．

Answer 1

分析：（1）測量小燈泡的額定功率，應(yīng)測量其電壓及電流，由P=UI可求出功率，根據(jù)題目中給出的條件可得出合理的原理圖；
（2）根據(jù)原理圖將實(shí)物圖中的各元件連接即可得出實(shí)物圖；
（3）根據(jù)測量原理可以得出需要測量的量；
（4）根據(jù)測量數(shù)據(jù)，由P=UI可求得功率的表達(dá)式．

解答：解：（1）測量小燈泡的額定功率，應(yīng)測量其電壓及電流，由P=UI可求出功率．由于實(shí)驗(yàn)的器材中沒有電壓表，所以要把電流表A1改裝成電壓表使用；滑動(dòng)變阻器的電阻值比較大，所以要選擇限流式接法．電路的原理圖如圖所示：
（2）根據(jù)電路的原理圖，一步步進(jìn)行連接，如圖：
（3）為保證電路能正常工作，滑動(dòng)變阻器要先滑到最大端，然后再接通電源，調(diào)節(jié)變阻器進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．
故實(shí)驗(yàn)的步驟如下：
①按設(shè)計(jì)的電路圖連接好電路，開關(guān)S閉合前，滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)片P移至阻值最大的位置；    
②閉合開關(guān)S，移動(dòng)滑片P，使電流表A₁的示數(shù)約為I1=

U

R+r1

(=

3

10+10

A=150mA)
使小燈泡正常發(fā)光，同時(shí)記下此時(shí)電流表A₂的示數(shù)I₂；　
（4）根據(jù)測量數(shù)據(jù)，由P=UI可求得功率的表達(dá)式P=U（I₂-I₁）．
故答案為：（1）如圖所示
（2）如圖所示
（3）①按設(shè)計(jì)的電路圖連接好電路，開關(guān)S閉合前，滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)片P移至阻值最大的位置；    
②閉合開關(guān)S，移動(dòng)滑片P，使電流表A₁的示數(shù)約為I1=

U

R+r1

(=

3

10+10

A=150mA)
使小燈泡正常發(fā)光，同時(shí)記下此時(shí)電流表A₂的示數(shù)I₂；　
③計(jì)算出小燈泡的額定功率P．
（4）P=U（I₂-I₁）

點(diǎn)評：本題考查伏安特性曲線的測量，要注意當(dāng)沒有合適的器材時(shí)，應(yīng)選用合適的電表進(jìn)行替代．