Question

现在要测量一只额定电压为U=3V的小灯泡L的额定功率P（约为0.3W）．实验室备有如下器材：
电流表A₁（量程200mA，内阻r₁=10Ω）；电流表A₂（量程300mA，内阻不祥）
定值的电阻R（10Ω）；滑动变阻器R₁（0～100Ω，0.5A）
电源E（E=4.5V，r≈1Ω）；单刀开关一个、导线若干．
（1）设计出实验电路（画在给定的方框中）；
（2）按（1）中设计的电路图把右图仪器连接起来；
（3）列写出主要的实验步骤：

①按设计的电路图连接好电路，开关S闭合前，滑动变阻器的滑动片P移至阻值最大的位置；
②闭合开关S，移动滑片P，使电流表A₁的示数约为I1=

U

R+r1

(=

3

10+10

A=150mA)
使小灯泡正常发光，同时记下此时电流表A₂的示数I₂；　
③计算出小灯泡的额定功率P．

．
（4）实验中计算灯泡额定功率的表达式为：

P=U（I₂-I₁）

．
（必须用题中给定的符号及你自己在（3）中设定的记录符号来表示）．

Answer 1

分析：（1）测量小灯泡的额定功率，应测量其电压及电流，由P=UI可求出功率，根据题目中给出的条件可得出合理的原理图；
（2）根据原理图将实物图中的各元件连接即可得出实物图；
（3）根据测量原理可以得出需要测量的量；
（4）根据测量数据，由P=UI可求得功率的表达式．

解答：解：（1）测量小灯泡的额定功率，应测量其电压及电流，由P=UI可求出功率．由于实验的器材中没有电压表，所以要把电流表A1改装成电压表使用；滑动变阻器的电阻值比较大，所以要选择限流式接法．电路的原理图如图所示：
（2）根据电路的原理图，一步步进行连接，如图：
（3）为保证电路能正常工作，滑动变阻器要先滑到最大端，然后再接通电源，调节变阻器进行实验．
故实验的步骤如下：
①按设计的电路图连接好电路，开关S闭合前，滑动变阻器的滑动片P移至阻值最大的位置；    
②闭合开关S，移动滑片P，使电流表A₁的示数约为I1=

U

R+r1

(=

3

10+10

A=150mA)
使小灯泡正常发光，同时记下此时电流表A₂的示数I₂；　
（4）根据测量数据，由P=UI可求得功率的表达式P=U（I₂-I₁）．
故答案为：（1）如图所示
（2）如图所示
（3）①按设计的电路图连接好电路，开关S闭合前，滑动变阻器的滑动片P移至阻值最大的位置；    
②闭合开关S，移动滑片P，使电流表A₁的示数约为I1=

U

R+r1

(=

3

10+10

A=150mA)
使小灯泡正常发光，同时记下此时电流表A₂的示数I₂；　
③计算出小灯泡的额定功率P．
（4）P=U（I₂-I₁）

点评：本题考查伏安特性曲线的测量，要注意当没有合适的器材时，应选用合适的电表进行替代．