Question

一同學(xué)在做測“小燈泡額定功率”實驗時，發(fā)現(xiàn)小燈泡上參數(shù)為“XXV 0.3A”，其中額定電壓已看不清楚，而且手邊只有一只電壓表沒有電流表，還有一個5Ω的定值電阻器R、一個滑動變阻器、電源和導(dǎo)線若干，請幫他設(shè)計一個方案測出小燈泡的額定功率，要求畫出你設(shè)計的電路圖，簡要說明實驗方法，并寫出必要的計算過程．

Answer 1

解：要測小燈泡的額定功率，必須測出小燈泡的額定電壓； 在沒有電流表時，可以把已知阻值的定值電阻串聯(lián)到電路中，當(dāng)定值電阻兩端的電壓為1.5V時，小燈泡正常工作時，利用電壓表測出小燈泡兩端的電壓，再根據(jù)P=UI求出燈泡的額定功率，所以設(shè)計的電路圖如圖所示：

主要實驗操作步驟：
步驟一、按照電路圖連接電路；調(diào)節(jié)滑動變阻器使電阻最大；
步驟二、閉合開關(guān)S，改變滑動變阻器接入電路的電阻值，同時觀察電壓表示數(shù)U的變化，直至U=1.5V，并記錄數(shù)據(jù)；
步驟三、斷開開關(guān)S，把電壓表并聯(lián)在小燈泡兩端，閉合開關(guān)S，讀出電壓表的示數(shù)U并記錄數(shù)據(jù)．
根據(jù)上述測量的結(jié)果，小燈泡額定功率的表達(dá)式：P_L=0.3U．
分析：要想測出小燈泡的額定功率，必須測出小燈泡的額定電壓；定值電阻R和小燈泡串聯(lián)時，根據(jù)串聯(lián)電路電流的特點(diǎn)可知，小燈泡正常工作時的電流和通過定值電阻R的電流相等；根據(jù)歐姆定律可知，調(diào)節(jié)滑動變阻器使定值電阻兩端的電壓為0.3A×5Ω=1.5V時，小燈泡正常工作，再用電壓表測出小燈泡兩端的電壓，從而根據(jù)P=UI求出額定功率．
點(diǎn)評：解決本題的關(guān)鍵是測量小燈泡額定電壓的方法，在不能直接確定小燈泡的額定電流時，應(yīng)根據(jù)串并聯(lián)電路電流特點(diǎn)著手設(shè)計實驗．