Question

8．關(guān)于測量小燈泡額定功率的實驗
【方案一】運用電壓表（無電流表），一個阻值為R₀的定值電阻和一個滑動變阻器，測量額定電壓為6V的小燈泡的額定功率．
器材：一只電壓表，一個阻值為R₀的定值電阻、一個滑動變阻器、電源（電壓大于6V）、開關(guān)和導(dǎo)線若干．
實驗步驟：
步驟一：請你在虛線框中畫出實驗時所需的電路圖．
步驟二：按圖連接好電路，將電壓表并聯(lián)在燈泡兩端，閉合開關(guān)，移動滑動變阻器的滑片，使電壓表的示數(shù)為6V．
步驟三：保持滑動變阻器的滑片不動，將電壓表并聯(lián)在定值電阻兩端，閉合開關(guān)，讀出電壓表的示數(shù)U₁
步驟四：根據(jù)你設(shè)計的電路的特點和實驗所測得的物理量，寫出小燈泡額定功率P的表達式$\frac{{U}_{1}}{{R}_{0}}$×6V．
【方案二】運用電流表（無電壓表）一個阻值為R₀的定值電阻和一個滑動變阻器，測量額定電壓為6V的小燈泡的額定功率．
實驗器材：兩只電流表、一個阻值為R₀的定值電阻、一個滑動變阻器、電源（電壓大于6V）、開關(guān)和導(dǎo)線若干．
實驗要求：在乙圖虛線框中畫出實驗時所需的電路圖．
【評估交流】
從實驗操作角度看，以上兩個方案中，方案二更好．好在不用拆卸電路（只要求寫出一條）．

Answer 1

分析 （1）用電壓表（無電流表）、一個阻值為R₀的定值電阻和一個滑動變阻器，測量額定電壓為6V的小燈泡的額定功率；
利用串聯(lián)電路中電流處處相等的特點，讓小燈泡與定值電阻R₀、滑動變阻器串聯(lián)，先調(diào)節(jié)滑動變阻器的阻值使燈泡的電壓為U_L，再用電壓表測出此時定值電阻兩端的電壓，由歐姆定律計算出電路中的電流，再計算燈泡的額定功率；
（2）用電流表（無電壓表）、一個阻值為R₀的定值電阻和一個滑動變阻器，測量額定電壓為6V的小燈泡的額定功率；
利用并聯(lián)電路電壓相等，使燈泡與定值電阻并聯(lián)后再與滑動變阻器串聯(lián)，電流表分別測量定值電阻和燈泡的電流，根據(jù)歐姆定律求出定值電阻兩端電壓為6V時通過定值電阻的電流I₁，然后調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，使通過定值電阻的電流為I₁，并讀出測量燈泡支路的電流，最后根據(jù)P=UI即可求出燈泡的額定功率；
（3）根據(jù)電路是否拆卸方面比較兩種方案的好壞．

解答 解：（1）使小燈泡與定值電阻R₀、滑動變阻器串聯(lián)，電壓表分別測量燈泡和定值電阻兩端電壓，開關(guān)控制整個電路，如下圖所示：

步驟二：按圖連接好電路后，將電壓表并聯(lián)在燈泡兩端，閉合開關(guān)，移動滑動變阻器的滑片，使電壓表的示數(shù)為6V；
步驟三：保持滑動變阻器的滑片不動，將電壓表并聯(lián)在定值電阻兩端，閉合開關(guān)，讀出電壓表的示數(shù)U₁；
步驟四：根據(jù)你設(shè)計的電路的特點和實驗所測得的物理量，寫出小燈泡額定功率P的表達式：$\frac{{U}_{1}}{{R}_{0}}$×6V．
（2）使燈泡與定值電阻并聯(lián)后再與滑動變阻器串聯(lián)，電流表分別測量定值電阻和燈泡的電流，開關(guān)控制整個電路，如下圖所示：

（3）比較上述兩種方案可知，方案二較好；
好處：不用拆卸電路．
故答案為：燈泡；6V；$\frac{{U}_{1}}{{R}_{0}}$×6V；二；不用拆卸電路．

點評 本題考查了串并聯(lián)電路的特點及伏阻法測小燈泡的額定功率．注意要調(diào)節(jié)滑動變阻器使燈的電壓為U_L后，再去測量定值電阻兩端的電壓或讀出通過燈泡的電流，才能求得燈的額定功率．