Question

小明利用電流表和阻值為R₀的定值電阻，測(cè)量額定電流為0.3A的小燈泡L正常發(fā)光時(shí)的電功率P_L．他選擇了滿足實(shí)驗(yàn)要求的實(shí)驗(yàn)器材，并連接了部分實(shí)驗(yàn)電路，如圖所示．
（1）為了測(cè)量出燈泡L的電功率，請(qǐng)只添加兩條導(dǎo)線完成圖所示的實(shí)驗(yàn)電路的連接；
（2）請(qǐng)把小明的實(shí)驗(yàn)步驟補(bǔ)充完整：
①斷開開關(guān)S₁、閉合開關(guān)S、S₂，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P，使______；保持滑動(dòng)變阻器的滑片位置不變，斷開開關(guān)S₂、閉合開關(guān)S、S₁，記錄電流表的示數(shù)為I；
②請(qǐng)用R₀及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表示出P_L．P_L=______．

Answer 1

解：（1）通過(guò)開關(guān)的變化使電流表分別能測(cè)出燈泡及干路中的電流，如圖所示：
；
（2）①斷開開關(guān)S₁、閉合開關(guān)S、S₂，此時(shí)電流表測(cè)量通過(guò)燈泡的電流，所以應(yīng)使電流表的示數(shù)為燈泡的額定電流0.3A；
②根據(jù)并聯(lián)電流的關(guān)系，則通過(guò)R₀的電流為I₀=I-0.3A；
小燈泡的額定電壓為：U_額=I₀R₀=（I-0.3A）?R₀；
所以小燈泡的額定功率P_L=U_額I_額=（I-0.3A）?R₀?0.3A=0.3A（I-0.3A）R₀
故答案為：（1）如上圖；（2）①電流表示數(shù)為0.3A并記錄；②0.3A（I-0.3A）R₀．
分析：（1）要測(cè)量小燈泡的電阻，需測(cè)出兩端的電壓及通過(guò)的電流，根據(jù)題目中給出的器材，缺少電壓表，所以應(yīng)該用電流表和定值電阻來(lái)得出電壓與燈泡組成并聯(lián)電路；
通過(guò)調(diào)節(jié)開關(guān)的閉合使電流表分別測(cè)出燈泡的電流和干路電流，這樣便可得出定值電阻的電流，根據(jù)公式U=IR得出電壓值，要測(cè)燈泡的額定功率，則通過(guò)燈泡的電流應(yīng)為其額定電流；
（2）①分析電路，此時(shí)電流表測(cè)通過(guò)燈泡的電流，應(yīng)使通過(guò)燈泡的電流為額定電流；
②根據(jù)并聯(lián)電路電流的關(guān)系計(jì)算出通過(guò)R₀的電流，計(jì)算出電壓值，即小燈泡的額定電壓，則小燈泡的額定功率P_額=U_額I_額．
點(diǎn)評(píng)：此題是測(cè)量小燈泡的額定功率實(shí)驗(yàn)，考查了在沒(méi)有電壓表時(shí)的電路設(shè)計(jì)，一般采取替代法，通過(guò)定值電阻和電流表的示數(shù)得知電壓，所以組成并聯(lián)電路；
同時(shí)考查了有關(guān)額定功率的計(jì)算過(guò)程，涉及到了并聯(lián)電路電流、電壓的關(guān)系及歐姆定律．