Question

在一次測定小燈泡額定功率實驗中，老師給出下列器材：額定電壓為U₀的小燈泡，電源(電壓未知)、一個阻值為R的電阻，一個滑動變阻器、一只電流表、一個單刀雙擲開關(guān)和若干導(dǎo)線，如圖所示，實驗時不能忽略燈絲的電阻隨溫度而發(fā)生變化．

(1)小張同學(xué)設(shè)計的實驗電路圖如上，請你用筆畫線連接未完成的實物連線．

(2)寫出用以上實驗電路測定小燈泡額定功率的主要步驟和需要測量的物理量(物理量用字母表示)．

(3)本實驗中，小燈泡額定功率的表達(dá)式P＝________．

(4)若給出的器材中只將其中的一只電流表改為一只電壓表，請你重新設(shè)計一個實驗電路圖，測量小燈泡的電功率(畫出實驗電路圖，不需要說明實驗步驟)．

Answer 1

答案：
解析：

答案：(1)實物連接如圖所示． 　　(2)步驟和所測物理量： 　　第一步：先計算當(dāng)R兩端電壓為U0時，通過它的電流為． 　　第二步：S擲向接線柱1，調(diào)節(jié)滑動變阻器，使電流表的示數(shù)為． 　　第三步：保持滑動變阻器滑片不動，S擲向接線柱2，讀出電流表的讀數(shù)為I． 　　(3)(I－)U0 　　(4)電路圖如圖所示． 　　分析：(1)連接實物圖必須認(rèn)真觀察電路圖，認(rèn)準(zhǔn)電路圖的連接特點之后，沿電流方向與電路元件擺放位置相同連接實物圖． 　　注意，單刀雙擲開關(guān)的接法：對于實物圖，此開關(guān)有了3個接線柱，接線時按照題的要求，分別連接1，2，3三個接線柱． 　　(2)因為此題是在常規(guī)利用P＝IU原理的基礎(chǔ)上，根據(jù)題中給定的器材設(shè)計的電路圖，但無論是通過改進的方法還是通過間接的手段，最終的目的都必須知道小燈泡兩端的電壓和通過小燈泡的電流，才能計算出小燈泡的電功率，在寫此題的實驗步驟時則根據(jù)所設(shè)計的電路圖，用最簡練的語言表達(dá)． 　　(3)在寫表達(dá)式時必須寫出最后推導(dǎo)的表達(dá)式． 　　(4)將電流表改為一只電壓表，因為電壓表必須并聯(lián)在小燈泡兩端，它能測小燈泡兩端的電壓，還需要利用間接條件來求出通過燈泡的電流，所以必須利用電阻R與燈串聯(lián)，再利用單刀雙擲開關(guān)連接電壓表、小燈泡及電源，其目的是既能測小燈泡兩端的電壓，又能測電源電壓．之后求出電阻R兩端的電壓，再由歐姆定律根據(jù)已知電阻R，求出通過R的電流也就是燈泡的電流，由基本原理公式P＝IU求燈泡的電功率．