Question

测灯泡的额定功率
器材：小灯泡额定电压U₀；电源（未知）；电阻R；滑动变阻器；电流表；单刀双掷开关；导线若干（不能忽略灯线电阻随温度变化）
①设计图如图1所示，请完成图2的实物连图．
②写出主要步骤和物理量
③P_L=________．
④将电流表改成电压表重新设计，画出电路图并加以说明．

Answer 1

U₀（I-）
分析：（1）在连接实物图时需注意：滑动变阻器选择一上一下与电路图中接入的部分对应；
（2）测定了灯泡的功率是利用公式P=UI进行，开关在2时，R与L并联，电流表测总电流，开关在1时，电流表测通过R的电流，根据并联电路电流的规律可以求得通过灯泡的电流；
（3）根据测得物理量，结合P=UI列出；
（4）没有电流表，利用电压表和定值电阻，一般设计成串联电路，找电流相等列等式求出．
解答：（1）实物连线如图所示：
；
（2）因小灯泡的额定电压U₀已知，故通过电阻R的电流为I_R=，故还需要：
将S掷向接线柱1，调节滑动变阻器，使电流表读数；
保持滑动变阻器滑片不动，S掷向接线柱2，读出电流表读数I．
（3）由（2）得，通过小灯泡的电流为：I_L=I-I_R=I-，
小灯泡的功率为：P=UI=U₀（I-）；
（4）利用电压表和定值电阻，一般设计成串联电路，找电流相等列等式求出．
电路图如图所示：

故答案为：（1）如上图所示；
（2）步骤为：①将S掷向接线柱1，调节滑动变阻器，使电流表读数为I₀=，
②保持滑动变阻器滑片不动，S掷向接线柱2，读出电流表读数I．
③通过灯的电流为I_L=I-；
（3）U₀（I-）；
（4）如上图．
点评：本题主要考查学生对电学知识的综合应用，尤其是实验设计，这是重点也是难点，在设计实验时可参考一下：
①没有电压表，利用定值电阻和电流表以及其他元件测量电阻的阻值时，一般设计成并联电路，找电压相等列等式求出；
②没有电流表，利用电压表和定值电阻以及其他元件测量电阻的阻值时，一般设计成串联电路，找电流相等列等式求出．