Question

現(xiàn)有兩只電流表A₁和A₂，滑動變阻器一個，阻值為R的定值電阻一個，小燈泡一只，6V蓄電池一組，導線若干．請你利用這些器材設計兩種測量小燈泡電功率的電路．要求：
（1）畫出電路圖；
（2）推導出電功率的表達式．

Answer 1

解：
方法一：將定值電阻R₀與燈泡并聯(lián)，兩電流表分別測量燈泡和定值電阻的電流，電路如圖所示：

按電路圖連接電路，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片到某一位置，記下A1的示數(shù)I1和A2的示數(shù)I2．
則小燈泡兩端的電壓為U=U_R=I₁R
小燈泡的功率為P=UI₂=I₁RI₂=I₁I₂R；
方法二：使燈泡與定值電阻R₀串聯(lián)，將其中一只電流表串聯(lián)在電路中，電路如圖所示：

按電路圖連接電路，閉合開關，將滑動變阻器的滑片P移至最左端，記下電流表的示數(shù)I，則滑動變阻器兩端的電壓UR=IR，燈泡兩端的電壓U=6V-IR，
則P=UI=（6V-IR）I．
分析：（1）沒有電壓表，利用定值電阻和電流表以及其他元件測量燈泡的電功率，此時可用定值電阻和電流表來替代電壓表，設計成并聯(lián)電路，此時小燈泡兩端的電壓等于定值電阻兩端的電壓，則可根據(jù)P=UI計算出電功率；
（2）在已知電源電壓的情況下，也可使定值電阻與燈泡串聯(lián)，使滑動變阻器的阻值為0，根據(jù)電流表的示數(shù)可以計算出定值電阻兩端的電壓，由串聯(lián)電路的電壓關系計算出燈泡兩端的電壓，即可根據(jù)P=UI計算出電功率．
點評：此題考查了在沒有電流表情況下燈泡額定功率的測量，實驗設計，這是重點也是難點，在設計實驗時可參考一下：
沒有電壓表，利用定值電阻和電流表以及其他元件測量電阻的阻值或電功率時，一般設計成并聯(lián)電路，找電壓相等列等式求出被測電阻或電功率；
沒有電流表，利用電壓表和定值電阻以及其他元件測量電阻的阻值或電功率時，一般設計成串聯(lián)電路，找電流相等列等式求出被測電阻或電功率．