Question

設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，測定燈泡的額定功率
實(shí)驗(yàn)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(gè)，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(gè)（填寫一件實(shí)驗(yàn)器材）．
（2）利用已提供的實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)步驟；畫出電路圖；寫出燈泡額定功率的表達(dá)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(dòng)變阻器可以調(diào)節(jié)燈泡兩端的電壓；
（2）實(shí)驗(yàn)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(shí)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(jì)算出燈泡的額定電功率．

解答：解：（1）可在實(shí)驗(yàn)中添加滑動(dòng)變阻器來調(diào)節(jié)燈泡兩端的電壓，因此還應(yīng)添加滑動(dòng)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(dòng)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(shí)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(dòng)變阻器；
（2）
①按如圖所示的電路圖連接實(shí)驗(yàn)電路；
②將電壓表接于燈泡兩端；
③閉合開關(guān)，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片，使電壓表示數(shù)達(dá)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(dá)式為：P_額=

UU0

R0

．

點(diǎn)評：此題是有關(guān)測量額定電功率的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，（1）中通過讓添加實(shí)驗(yàn)器材，更加深對滑動(dòng)變阻器在實(shí)驗(yàn)中的作用的理解，同時(shí)考查了串聯(lián)電路中電流關(guān)系的應(yīng)用，實(shí)驗(yàn)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)．