Question

用實驗測定額定電壓為．3V的小燈：泡的額定功率．可以選用的實驗器材有：
①電壓表V₁，量程3V；    
②電壓表V₂，量程15V；
③電壓為3V的電源；  
④電壓為6V的電源；
⑤一個定值電阻R₀（R₀＜10Ω）；    
⑥額定電壓：3V的燈泡（10Ω＜R_燈＜20Ω）；
⑦滑動變阻器R（R=20Ω）；
⑧一只單刀雙擲開關(guān)和足夠的導(dǎo)線．
（1）完成實驗應(yīng)該選用的器材是：________ （填器材代號）．
（2）用選用的器材設(shè)計一個電路，使電路連接好以后不再改變各元件的連接就能測出燈泡的額定功率，請把電路圖畫出．
（3）主要實驗步驟和需要測定的物理量是：________．
（4）燈泡額定功率的表達式：P=________．

Answer 1

解：（1）根據(jù)實驗?zāi)康目芍�電源的電壓�?yīng)稍大于燈泡的額定電壓3V，所以電源選6V，電壓表選量程為15V；
因無電流表，根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點可知，電路中還需要串聯(lián)一個定值電阻，控制電路的開關(guān)和保護電路的滑動變阻器，以及連接電路的導(dǎo)線；故完成實驗應(yīng)該選用的器材是②③④⑤⑥⑦⑧．
（2）燈泡與定值電阻、保護電路的滑動變阻器串聯(lián)在電源上，電壓表和單刀雙擲開關(guān)并聯(lián)在燈泡即定值電阻的兩端，如圖所示：

（3）①使開關(guān)觸點“1“和“2”連通，調(diào)節(jié)滑動變阻器R使電壓表示數(shù)為3V；
②使開關(guān)觸點“1”和“3”連通，讀出電壓表示數(shù)U．
（4）燈泡兩端的電壓為3V，電源的電壓為U，所以定值電阻兩端的電壓為U-3V，電路中的電流為；
所以燈泡額定功率的表達式為：P=U_LI=3V×．
故答案為：（1）②③④⑤⑥⑦⑧；（2）電路圖如上圖所示；
（3）①使開關(guān)觸點“1“和“2”連通，調(diào)節(jié)滑動變阻器R使電壓表示數(shù)為3V；
②使開關(guān)觸點“1”和“3”連通，讀出電壓表示數(shù)U；
（4）3V×．
分析：根據(jù)實驗?zāi)康目芍�電源的電壓�?yīng)稍大于燈泡的額定電壓，從而確定電源的電壓和電壓表的量程；因所給的器材無電流表，所以根據(jù)串聯(lián)電路中各處的電流相等可知，需要串聯(lián)定值電阻；還需要控制電路的開關(guān)和保護電路與燈泡串聯(lián)的滑動變阻器，以及連接電路的導(dǎo)線；據(jù)此選擇實驗器材、設(shè)計電路圖以及進行實驗．
點評：本題考查了根據(jù)實驗?zāi)康倪x擇實驗器材，設(shè)計電路圖，電壓表和電流表的讀數(shù)，功率計算等．在電學(xué)中是比較簡單的實驗題，掌握基礎(chǔ)知識很重要．