Question

在測定小燈泡額定功率的實驗中，由于實驗器材的不足，老師給不同的實驗小組的器材略有不同．實驗時不能忽略燈絲電阻隨溫度而發生的變化．
（1）陳娜同學的實驗臺上放有下列器材：額定電壓為U₀的小燈泡、未知電壓的電源（足夠大）、滑動變阻器一個、電流表和電壓表各一個、開關一個、導線若干．陳娜設計出如圖甲所示實驗電路，請你根據圖甲用筆畫線完成圖乙的實物連線．

（2）實驗過程中，陳娜將燈泡兩端電壓調到額定電壓U₀時，電流表指針如圖丙所示，由此她讀出了燈泡的額定電流I，并由P=IUo求出額定功率．請你指出陳娜在上述操作中存在的問題．
（3）小明實驗臺的器材與陳娜的比較，少了一個電壓表，但多了一個已知阻值為R的電阻，假如你是小明，請你：
①將實驗的電路畫在方框內．
②扼要寫出實驗步驟．
③額定功率的計算公式______．

Answer 1

（1）電流表與燈泡串聯，根據實際電流表可選擇0～0.6A的量程，與燈泡串聯；
滑動變阻器應接一上一下，由圖甲知，與開關相連的接下面的接線柱，與電流表相連的接上面的接線柱，如圖所示：
；
（2）由圖知，電流表的量程為0～3A，電流值大于為0.5A，此時應選用0～0.6A的量程，測量起來更加準確；
（3）①將電流表先與定值電阻串聯，后與燈泡并聯，如圖所示：
；
②按電路圖連接電路，并將滑片移至最大阻值處；調節滑動變阻器，使電流表的示數為；將電流表與燈泡串聯，保持滑動變阻器的阻值不變，閉合開關讀出電流表的示數I；
③則P=U₀I．
故答案為：（1）見上圖；（2）電流表選擇的量程太大，讀數時會有較大誤差；（3）①電路圖如上；②按電路圖連接電路，并將滑片移至最大阻值處；調節滑動變阻器，使電流表的示數為；將電流表與燈泡串聯，保持滑動變阻器的阻值不變，閉合開關讀出電流表的示數I；③P=U₀I．
分析：（1）掌握實物電路的連接，特別是電壓表、電流表、滑動變阻器的接法，電流表、滑動變阻器與燈泡串聯，滑動變阻器要接一上一下；
（2）若所測電流值不超過電流表的量程，應盡量選擇較小的量程，這樣測量更準確，誤差較��；
（3）若缺少電壓表時，可用電流表和已知阻值的電阻串聯代替電壓表，與燈泡組成一個并聯電路，當電流表的示數為I0=時，小燈泡兩端的電壓等于U0，正常發光，保持滑動變阻器的阻值不變，讓電流表再與燈泡串聯測出電流表的示數，便可根據P=UI得出燈泡的額定功率．
點評：此題是測量燈泡的額定功率實驗，考查了電流表、滑動變阻器的接法，電流表量程的選擇，還考查了在沒有電壓表的情況下對電流的測量，注意等效替代法的應用，用定值電阻和電流表代替電壓表．