Question

1．問題解決--測(cè)量小燈泡的額定功率
給你一個(gè)小燈泡（只能看清額定電壓為U_額），一個(gè)電壓表，滑動(dòng)變阻器，電源（電壓大于燈泡額定電壓但未知），開關(guān)（三個(gè)），導(dǎo)線若干，一個(gè)阻值為R₀的定值電阻，請(qǐng)你設(shè)計(jì)一個(gè)測(cè)量小燈泡額定功率的電路．要求：測(cè)量時(shí)電路不能拆卸，請(qǐng)?jiān)诜娇蛑挟嫵鲭娐穲D，推出P_x的數(shù)學(xué)表達(dá)式，并寫出測(cè)量步驟．
表達(dá)式：P_x=U_額×（$\frac{U-{U}_{額}}{{R}_{0}}$）．
步驟：①如圖連接電路．①閉合開關(guān)S和S₂，斷開開關(guān)S₁，移動(dòng)滑片使電壓表的示數(shù)為燈泡的電壓U_額；
②保持滑動(dòng)變阻器滑片P位置不動(dòng)，閉合開關(guān)S₁和S，斷開開關(guān)S₂，讀出電壓表示數(shù)為U；
③電路中的電流I=$\frac{U-{U}_{額}}{{R}_{0}}$；
④則燈泡的額定功率P_x=U_額×（$\frac{U-{U}_{額}}{{R}_{0}}$）．

Answer 1

分析 要測(cè)量未知電阻的阻值，需測(cè)量出電阻兩端的電壓及通過電阻的電流，題目中給出了電壓表，但沒有電壓表，此時(shí)可用定值電阻和電壓表來代替電流表，與待測(cè)電阻串聯(lián)；若知道定值電阻兩端的電壓，便可根據(jù)I=$\frac{U}{R}$計(jì)算出電流，電壓表可測(cè)出待測(cè)電阻兩端的電壓，則根據(jù)公式R=$\frac{U}{I}$計(jì)算出電阻值；器材中的三個(gè)開關(guān)的作用，就是可以改變電壓表所測(cè)的電路．

解答 解：電路圖如圖所示：

①閉合開關(guān)S和S₂，斷開開關(guān)S₁，移動(dòng)滑片使電壓表的示數(shù)為燈泡的電壓U_額；
②保持滑動(dòng)變阻器滑片P位置不動(dòng)，閉合開關(guān)S₁和S，斷開開關(guān)S₂，讀出電壓表示數(shù)為U；
③電路中的電流I=$\frac{U-{U}_{額}}{{R}_{0}}$；
④則燈泡的額定功率P_x=U_額×（$\frac{U-{U}_{額}}{{R}_{0}}$），
故答案為：電路圖如上圖：U_額×（$\frac{U-{U}_{額}}{{R}_{0}}$）；①閉合開關(guān)S和S₂，斷開開關(guān)S₁，移動(dòng)滑片使電壓表的示數(shù)為燈泡的電壓U_額；
②保持滑動(dòng)變阻器滑片P位置不動(dòng)，閉合開關(guān)S₁和S，斷開開關(guān)S₂，讀出電壓表示數(shù)為U；
③電路中的電流I=$\frac{U-{U}_{額}}{{R}_{0}}$；
④則燈泡的額定功率P_x=U_額×（$\frac{U-{U}_{額}}{{R}_{0}}$）．

點(diǎn)評(píng) 沒有電壓表，利用定值電阻和電流表以及其他元件測(cè)量電阻的阻值時(shí)，一般設(shè)計(jì)成并聯(lián)電路，找電壓相等列等式求出被測(cè)電阻；
沒有電流表，利用電壓表和定值電阻以及其他元件測(cè)量電阻的阻值時(shí)，一般設(shè)計(jì)成串聯(lián)電路，找電流相等列等式求出被測(cè)電阻．