Question

一同學(xué)在做測(cè)“小燈泡額定功率”實(shí)驗(yàn)時(shí)，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(méi)有電流表，還有一個(gè)5Ω的定值電阻器R、一個(gè)滑動(dòng)變阻器、電源和導(dǎo)線(xiàn)若干，請(qǐng)幫他設(shè)計(jì)一個(gè)方案測(cè)出小燈泡的額定功率，要求畫(huà)出你設(shè)計(jì)的電路圖，簡(jiǎn)要說(shuō)明實(shí)驗(yàn)方法，并寫(xiě)出必要的計(jì)算過(guò)程．

Answer 1

【答案】分析：要想測(cè)出小燈泡的額定功率，必須測(cè)出小燈泡的額定電壓；定值電阻R和小燈泡串聯(lián)時(shí)，根據(jù)串聯(lián)電路電流的特點(diǎn)可知，小燈泡正常工作時(shí)的電流和通過(guò)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(dòng)變阻器使定值電阻兩端的電壓為0.3A×5Ω=1.5V時(shí)，小燈泡正常工作，再用電壓表測(cè)出小燈泡兩端的電壓，從而根據(jù)P=UI求出額定功率．
解答：解：要測(cè)小燈泡的額定功率，必須測(cè)出小燈泡的額定電壓； 在沒(méi)有電流表時(shí)，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(shí)，小燈泡正常工作時(shí)，利用電壓表測(cè)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(jì)的電路圖如圖所示：

主要實(shí)驗(yàn)操作步驟：
步驟一、按照電路圖連接電路；調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器使電阻最大；
步驟二、閉合開(kāi)關(guān)S，改變滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻值，同時(shí)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(kāi)開(kāi)關(guān)S，把電壓表并聯(lián)在小燈泡兩端，閉合開(kāi)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(cè)量的結(jié)果，小燈泡額定功率的表達(dá)式：P_L=0.3U．
點(diǎn)評(píng)：解決本題的關(guān)鍵是測(cè)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(shí)，應(yīng)根據(jù)串并聯(lián)電路電流特點(diǎn)著手設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)．