Question

特殊方法測電功率　 器材如下：電源，額定電壓U₁的待測小燈泡（U₁小于電源電壓，其電阻的阻值隨溫度改變），已知阻值為R₀的定值電阻，滑動變阻器，電壓表，滑動變阻器、單刀雙擲開關（符號：　）和若干導線．
（1）請設計實驗電路圖，要求：一次性連接電路，測量中只能撥動單刀雙擲開關，改變接點．
（2）寫出主要的實驗步驟、需要測量的物理量及小燈泡額定功率的表達式．

Answer 1

解：（1）需將定值電阻、燈泡以及滑動變阻器串聯起來，單刀雙擲開關控制電壓表測量燈泡兩端電壓和定值電阻和燈泡兩端的總電壓，如圖所示

（2）步驟：1、將單刀雙擲開關撥到“2”，調節滑動變阻器P使讀數為U₁；
2、將開關撥到“1”位置，讀出電壓表的示數為U；
3、計算出電路中的電流I=
4、小燈泡額定功率的表達式：P=U₁×．
分析：根據測電功率的原理P=UI進行分析，要想計算出小燈泡的額定功率，利用電壓表測量燈泡兩端的電壓，要想求出電路中的電流，需要知道已知電阻兩端的電壓，利用單刀雙擲開關以及電壓表測出定值電阻兩端的電壓，然后根據歐姆定律計算出通過燈泡中的電流．按上述思路設計電路．
點評：本題主要考查學生對電學知識的綜合應用，尤其是實驗設計，這是重點也是難點，在設計實驗時可參考一下：
沒有電壓表，利用定值電阻和電流表以及其他元件測量電阻的阻值時，一般設計成并聯電路，找電壓相等列等式求出被測電阻；
沒有電流表，利用電壓表和定值電阻以及其他元件測量電阻的阻值時，一般設計成串聯電路，找電流相等列等式求出被測電阻．