Question

設(shè)計實驗，測定燈泡的額定功率
實驗器材：U小燈泡一只，已知電阻值的電阻一只，電壓表一塊，開關(guān)一個，電壓大于U的電源一組，導(dǎo)線若干．
（1）為測出小燈泡的額定功率，還應(yīng)添加一個（填寫一件實驗器材）．
（2）利用已提供的實驗器材和自己添加的器材，測定小燈泡的額定功率．要求寫出主要的實驗步驟；畫出電路圖；寫出燈泡額定功率的表達式．

Answer 1

分析：（1）要測量燈泡的額定功率，需使燈泡兩端的電壓等于額定電壓，滑動變阻器可以調(diào)節(jié)燈泡兩端的電壓；
（2）實驗中沒有電流表，則可采用電壓表與定值電阻來替代電流表的作用與燈泡串聯(lián)，測出當(dāng)燈泡正常發(fā)光時定值電阻兩端的電壓，便可根據(jù)I=

U

R

求出電路中的電流，從而可根據(jù)P=UI計算出燈泡的額定電功率．

解答：解：（1）可在實驗中添加滑動變阻器來調(diào)節(jié)燈泡兩端的電壓，因此還應(yīng)添加滑動變阻器；
（2）使定值電阻與燈泡串聯(lián)，電路圖如圖所示：

首先將電壓表與燈泡并聯(lián)，調(diào)節(jié)燈泡兩端的電壓等于額定電壓，保持滑動變阻器的阻值不變，將電壓表與定值電阻并聯(lián)，則可測出此時定值電阻兩端的電壓
U₀，根據(jù)I=

U0

R0

求出電路中的電流，則P=UI=U×

U0

R0

=

UU0

R0

．
故答案為：（1）滑動變阻器；
（2）
①按如圖所示的電路圖連接實驗電路；
②將電壓表接于燈泡兩端；
③閉合開關(guān)，移動滑動變阻器滑片，使電壓表示數(shù)達到U并記錄；
④斷開開關(guān)，將電壓表接于定值電阻R₀兩端，閉合開關(guān)，讀取電壓表示數(shù)U₀并記錄；
⑤燈泡的額定電功率表達式為：P_額=

UU0

R0

．

點評：此題是有關(guān)測量額定電功率的實驗設(shè)計，（1）中通過讓添加實驗器材，更加深對滑動變阻器在實驗中的作用的理解，同時考查了串聯(lián)電路中電流關(guān)系的應(yīng)用，實驗中的定值電阻和電壓表替代了電流表的作用，所以定值電阻與被測電阻串聯(lián)，若沒有電壓表，則應(yīng)將定值電阻和電流表共同替代電壓表的作用，與待測電阻并聯(lián)．