Question

请你设计一个测量额定电压为3.8伏的小灯泡的额定功率的实验，所提供的器材有：恒定6伏的电源一个，电流表（0A～0.6A～3A）一个，电压表（0V～3V～15V）一个，但0V～15V的量程已经损坏，0～15Ω的滑动变阻器一个，开关一只，导线若干．要求：
（1）画出能够测定小灯泡额定功率的电路图；
（2）写出简要的实验步骤（包括直接测量的物理量）；
（3）写出计算小灯泡额定功率的数学表达式．

Answer 1

解：（1）电源电压为6V，灯泡和滑动变阻器串联在电路中，灯泡正常工作时的电压为3.8V，则滑动变阻器的电压为6V-3.8V=2.2V＜3V，所以用电压表0～3V量程时，并联在滑动变阻器两端，当滑动变阻器的电压为2.2V时，灯泡正常工作．电路图如图．

（2）简要的实验步骤：①调节滑动变阻器，使电压表的示数为2.2V，灯泡正常工作；②测出此时电路中的电流I；
（3）根据P=UI即可求出灯泡的额定功率为P=UI=3.8I．
分析：根据串联电路电压特点可得，当灯泡正常工作时，滑动变阻器电压小于3V；测滑动变阻器电压，间接得到灯泡的额定电压．灯泡在额定电压下正常发光；根据电流表的量程和分度值，读出电流表的示数；根据P=UI求出小灯泡的额定功率．
点评：解决本题的关键：一是电压表、滑动变阻器的正确使用；二是串联电路电压特点的灵活运用．