Question

為測定小燈泡的額定功率，在下面提供的兩組器材中，選取一組實驗器材，設(shè)計一種實驗方法．要求：
（1）畫出實驗電路圖；
（2）寫出實驗步驟并用字母表示所測的物理量；
（3）寫出被測小燈泡額定功率的表達(dá)式．
器材l：標(biāo)有“3V”的小燈泡、電流表、電池組、滑動變阻器、已知阻值的定值電阻、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、滑動變阻器、已知阻值的定值電阻、開關(guān)、導(dǎo)線若干．

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：

步驟：按電路圖連接電路，調(diào)節(jié)滑動變阻器使A₁的示數(shù)滿足U=I₁R₀=3V，并記下A₂的示數(shù)I₂．
則小燈泡的額定功率為P_額=U_額I₂（U_額=3V）；
方法二：使燈泡與定值電阻R₀串聯(lián)，兩電壓表分別測量燈泡和定值電阻兩端的電壓，電路如圖所示：

步驟：按電路圖連接電路，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片P，使V₂的示數(shù)U₂滿足I==0.3A，同時記錄電壓表V₁的示數(shù)U₁；
則小燈泡的電功率P_額=U₁I_額（I_額=0.3A）．
分析：（1）平時在測量電功率時，用電壓表和電流表測出電壓和電流，根據(jù)公式P=UI計算出電功率；
（2）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(shè)計成并聯(lián)電路，根據(jù)公式U=IR₀，通過定值電阻的電流為I=時，此時等值電阻兩端的電壓等于小燈泡的額定電壓，此時小燈泡正常發(fā)光，通過的電流為額定電流，則可根據(jù)P=UI計算出電功率；
（3）沒有電流表，利用電壓表和定值電阻以及其他元件測量小燈泡的電功率時，此時可用定值電阻和電壓表來替代電流表，設(shè)計成串聯(lián)電路，當(dāng)定值電阻兩端的電壓為U=I_額R時，此時電路中的電流等于小燈泡的額定電流，則可根據(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(shè)計，這是重點也是難點，在設(shè)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(shè)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(shè)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．