小星今天的“家庭作業(yè)”是測(cè)定小燈泡的額定功率.爸爸在給他小燈泡時(shí),只告訴他燈泡的額定電壓是3.8 V,燈絲電阻大于10 Ω.為了完成“作業(yè)”,小星找來(lái)了一個(gè)開關(guān)、三節(jié)新的干電池、一個(gè)標(biāo)有“10 Ω 1 A”字樣的滑動(dòng)變阻器、一只標(biāo)有“0~0.6 A”和“0~3 A”兩個(gè)量程的電流表、一只標(biāo)有“0~3 V”和“0~15 V”兩個(gè)量程的電壓表、導(dǎo)線若干.但是在測(cè)量時(shí),小星發(fā)現(xiàn)電壓表“0~15 V”的量程已經(jīng)損壞,只有“0~3 V”的量程是完好的.這該怎么辦呢?

小星想了一會(huì)后,將電路稍加改動(dòng)便再次開始試驗(yàn)實(shí)驗(yàn),并測(cè)得燈泡正常發(fā)光時(shí),電流表的示數(shù)如圖所示.

請(qǐng)你畫出小星修改后的測(cè)量小燈泡額定功率的電路圖,并計(jì)算出小燈泡的額定功率為多少?

答案:
解析:

  講析及答案 燈泡的額定電壓為3.8 V,按常規(guī)方法,應(yīng)用量程為“0~15 V”的電壓表和量程為“0~0.6 A”的電流表采用“伏安法”測(cè)出其額定功率.但現(xiàn)在電壓表“0~15 V”的量程已損壞,只能采用“0~3 V”的小量程,所以我們要借助于串聯(lián)電路的電壓規(guī)律,測(cè)出滑動(dòng)變阻器兩端的電壓,來(lái)判斷燈泡是否正常發(fā)光,電路如圖所示.電源由3節(jié)新干電池串聯(lián)組成,提供的電壓為4.5 V,當(dāng)燈泡正常發(fā)光時(shí),其兩端的電壓為3.8 V,所以滑動(dòng)變阻器兩端的電壓為4.5 V-3.8 V=0.7 V時(shí),燈泡正常發(fā)光.根據(jù)表盤示數(shù),讀出此時(shí)通過燈泡的電流為0.2 A,所以燈泡的額定功率為P額=IU=0.2 A×3.8 V=0.76 W.

  點(diǎn)評(píng) 此方法巧妙運(yùn)用串聯(lián)電路的電壓規(guī)律,通過一個(gè)轉(zhuǎn)化,使用電壓表的小量程間接測(cè)量出了大電壓,在儀器出現(xiàn)故障的情況下,順利測(cè)得了燈泡的額定功率.


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