实验室提供的器材有:电源、电压表一只、滑动变阻器、已知阻值为R0的定值电阻、单刀单掷开关一个及导线若干.请你利用这些器材完成测量小灯泡(额定电压为UL)额定功率的实验.要求:
(1)画出你所设计的实验电路图;
(2)写出实验步骤和需要测量的物理量;
(3)用已知量和测量的物理量推导出小灯泡额定功率的表达式.
(电压表可拆卸下来重复使用)
答:(1)将灯泡、电阻R
0、滑动变阻器串联,电压表先与灯泡并联,如图所示:
(2)实验步骤:
a.将电压表并联在L两端,闭合开关后,调节滑动变阻器滑片,使电压表示数达到U
L;
b.保持滑动变阻器阻值不变,用电压表测量R
0两端电压为U
0.
(3)灯泡的额定电流I=I
0=
,则P
L=U
L?I
L=U
L?
即P
L=
.
分析:本题可用伏阻法来测量小灯泡的额定功率,利用串联电路中电流处处相等的特点,让小灯泡与定值电阻R
0、滑动变阻器串联,先调节滑动变阻器的阻值使灯泡的电压为U
L,再用电压表测出此时定值电阻两端的电压,由欧姆定律计算出电路中的电流,再计算灯泡的额定功率.
点评:本题考查了串联电路的电流特点及伏阻法测小灯泡的额定功率.注意要调节滑动变阻器使灯的电压为U
L后,再去测量定值电阻两端的电压,才能求得灯的额定功率.