Question

（2004?茂名）在測定小燈泡額定功率的實(shí)驗(yàn)中，由于實(shí)驗(yàn)器材的不足，老師給不同的實(shí)驗(yàn)小組的器材略有不同．實(shí)驗(yàn)時(shí)不能忽略燈絲電阻隨溫度而發(fā)生的變化．
（1）陳娜同學(xué)的實(shí)驗(yàn)臺(tái)上放有下列器材：額定電壓為U₀的小燈泡、未知電壓的電源（足夠大）、滑動(dòng)變阻器一個(gè)、電流表和電壓表各一個(gè)、開關(guān)一個(gè)、導(dǎo)線若干．陳娜設(shè)計(jì)出如圖甲所示實(shí)驗(yàn)電路，請(qǐng)你根據(jù)圖甲用筆畫線完成圖乙的實(shí)物連線．

（2）實(shí)驗(yàn)過程中，陳娜將燈泡兩端電壓調(diào)到額定電壓U₀時(shí)，電流表指針如圖丙所示，由此她讀出了燈泡的額定電流I，并由P=IUo求出額定功率．請(qǐng)你指出陳娜在上述操作中存在的問題．
（3）小明實(shí)驗(yàn)臺(tái)的器材與陳娜的比較，少了一個(gè)電壓表，但多了一個(gè)已知阻值為R的電阻，假如你是小明，請(qǐng)你：
①將實(shí)驗(yàn)的電路畫在方框內(nèi)．
②扼要寫出實(shí)驗(yàn)步驟．
③額定功率的計(jì)算公式

P=U₀I

．

Answer 1

分析：（1）掌握實(shí)物電路的連接，特別是電壓表、電流表、滑動(dòng)變阻器的接法，電流表、滑動(dòng)變阻器與燈泡串聯(lián)，滑動(dòng)變阻器要接一上一下；
（2）若所測電流值不超過電流表的量程，應(yīng)盡量選擇較小的量程，這樣測量更準(zhǔn)確，誤差較��；
（3）若缺少電壓表時(shí)，可用電流表和已知阻值的電阻串聯(lián)代替電壓表，與燈泡組成一個(gè)并聯(lián)電路，當(dāng)電流表的示數(shù)為I0=

U0

R0

時(shí)，小燈泡兩端的電壓等于U0，正常發(fā)光，保持滑動(dòng)變阻器的阻值不變，讓電流表再與燈泡串聯(lián)測出電流表的示數(shù)，便可根據(jù)P=UI得出燈泡的額定功率．

解答：（1）電流表與燈泡串聯(lián)，根據(jù)實(shí)際電流表可選擇0～0.6A的量程，與燈泡串聯(lián)；
滑動(dòng)變阻器應(yīng)接一上一下，由圖甲知，與開關(guān)相連的接下面的接線柱，與電流表相連的接上面的接線柱，如圖所示：
；
（2）由圖知，電流表的量程為0～3A，電流值大于為0.5A，此時(shí)應(yīng)選用0～0.6A的量程，測量起來更加準(zhǔn)確；
（3）①將電流表先與定值電阻串聯(lián)，后與燈泡并聯(lián)，如圖所示：
；
②按電路圖連接電路，并將滑片移至最大阻值處；調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使電流表的示數(shù)為

U0

R0

；將電流表與燈泡串聯(lián)，保持滑動(dòng)變阻器的阻值不變，閉合開關(guān)讀出電流表的示數(shù)I；
③則P=U₀I．
故答案為：（1）見上圖；（2）電流表選擇的量程太大，讀數(shù)時(shí)會(huì)有較大誤差；（3）①電路圖如上；②按電路圖連接電路，并將滑片移至最大阻值處；調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使電流表的示數(shù)為

U0

R0

；將電流表與燈泡串聯(lián)，保持滑動(dòng)變阻器的阻值不變，閉合開關(guān)讀出電流表的示數(shù)I；③P=U₀I．

點(diǎn)評(píng)：此題是測量燈泡的額定功率實(shí)驗(yàn)，考查了電流表、滑動(dòng)變阻器的接法，電流表量程的選擇，還考查了在沒有電壓表的情況下對(duì)電流的測量，注意等效替代法的應(yīng)用，用定值電阻和電流表代替電壓表．