Question

4．為測(cè)小燈泡的額定功率，下面提供了兩組實(shí)驗(yàn)器材，器材1：標(biāo)有“3V”的小燈泡、電流表、電池組、滑動(dòng)變阻器、已知阻值R₀=10Ω的定值電阻、開關(guān)、導(dǎo)線若干；器材2：標(biāo)有“0.3A”的小燈泡、電壓表、電池組、滑動(dòng)變阻器、已知阻值為R₀=10Ω的定值電阻、開關(guān)、導(dǎo)線若干．
請(qǐng)從上面的兩組實(shí)驗(yàn)器材中選取一組，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，測(cè)出小燈泡的額定功率，要求：
（1）畫出實(shí)驗(yàn)電路圖；
（2）寫出實(shí)驗(yàn)步驟并用字母表示所測(cè)的物理量．

Answer 1

分析 要測(cè)燈泡的額定功率，根據(jù)P=UI可知應(yīng)用電流表測(cè)出通過(guò)燈泡中的電流、電壓表測(cè)出其兩端的電壓；實(shí)驗(yàn)中無(wú)電壓表、有定值電阻，可根據(jù)并聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)設(shè)計(jì)電路，即先用電流表測(cè)出通過(guò)定值電阻的電流，然后根據(jù)歐姆定律的變形公式求出定值電阻兩端的電壓，再用電流表測(cè)出并聯(lián)電路的電流，進(jìn)一步根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點(diǎn)求出通過(guò)燈泡的額定電流，根據(jù)P=UI求出燈泡的額定功率．

解答 解：（1）使小燈泡和電阻并聯(lián)，利用單刀雙擲開關(guān)分別控制兩條支路，同時(shí)使電流表測(cè)量燈泡中的電流和干路中的電流，電路圖如下：
；
（2）實(shí)驗(yàn)步驟：
①將開關(guān)S撥至2時(shí)，燈泡與定值電阻R₀并聯(lián)，電流表測(cè)的是電阻的電流，移動(dòng)滑片使電流表的示數(shù)I₁=$\frac{{U}_{額}}{{R}_{0}}$=$\frac{3V}{10Ω}$=0.3A，此時(shí)R₀兩端的電壓為3V，燈泡正常發(fā)光；
②將開關(guān)S撥至1時(shí)，燈泡與定值電阻R₀并聯(lián)，電流表測(cè)干路電流，讀出示數(shù)為I₂；則通過(guò)燈泡的電流為I_額=I₂-I₁；
③燈泡的額定功率為：P=U_額I_額=3V×（I₂-I₁）．
故答案為：（1）如上圖；（2）步驟見解析；3V×（I₂-I₁）．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了并聯(lián)電路的特點(diǎn)和電功率計(jì)算公式的應(yīng)用，關(guān)鍵是知道電路圖分析出無(wú)電壓表、有定值電阻時(shí)測(cè)未知電阻實(shí)驗(yàn)的原理，對(duì)學(xué)生的分析能力要求較高．