Question

在测定小灯泡额定功率的实验中，由于实验器材的不足，老师给不同的实验小组的器材略有不同．实验时不能忽略灯丝电阻随温度而发生的变化．
（1）陈娜同学的实验台上放有下列器材：额定电压为U₀的小灯泡、未知电压的电源（足够大）、滑动变阻器一个、电流表和电压表各一个、开关一个、导线若干．陈娜设计出如图甲所示实验电路，请你根据图甲用笔画线完成图乙的实物连线．

（2）实验过程中，陈娜将灯泡两端电压调到额定电压U₀时，电流表指针如图丙所示，由此她读出了灯泡的额定电流I，并由P=IUo求出额定功率．请你指出陈娜在上述操作中存在的问题．
（3）小明实验台的器材与陈娜的比较，少了一个电压表，但多了一个已知阻值为R的电阻，假如你是小明，请你：
①将实验的电路画在方框内．
②扼要写出实验步骤．
③额定功率的计算公式______．

Answer 1

（1）电流表与灯泡串联，根据实际电流表可选择0～0.6A的量程，与灯泡串联；
滑动变阻器应接一上一下，由图甲知，与开关相连的接下面的接线柱，与电流表相连的接上面的接线柱，如图所示：
；
（2）由图知，电流表的量程为0～3A，电流值大于为0.5A，此时应选用0～0.6A的量程，测量起来更加准确；
（3）①将电流表先与定值电阻串联，后与灯泡并联，如图所示：
；
②按电路图连接电路，并将滑片移至最大阻值处；调节滑动变阻器，使电流表的示数为；将电流表与灯泡串联，保持滑动变阻器的阻值不变，闭合开关读出电流表的示数I；
③则P=U₀I．
故答案为：（1）见上图；（2）电流表选择的量程太大，读数时会有较大误差；（3）①电路图如上；②按电路图连接电路，并将滑片移至最大阻值处；调节滑动变阻器，使电流表的示数为；将电流表与灯泡串联，保持滑动变阻器的阻值不变，闭合开关读出电流表的示数I；③P=U₀I．
分析：（1）掌握实物电路的连接，特别是电压表、电流表、滑动变阻器的接法，电流表、滑动变阻器与灯泡串联，滑动变阻器要接一上一下；
（2）若所测电流值不超过电流表的量程，应尽量选择较小的量程，这样测量更准确，误差较小；
（3）若缺少电压表时，可用电流表和已知阻值的电阻串联代替电压表，与灯泡组成一个并联电路，当电流表的示数为I0=时，小灯泡两端的电压等于U0，正常发光，保持滑动变阻器的阻值不变，让电流表再与灯泡串联测出电流表的示数，便可根据P=UI得出灯泡的额定功率．
点评：此题是测量灯泡的额定功率实验，考查了电流表、滑动变阻器的接法，电流表量程的选择，还考查了在没有电压表的情况下对电流的测量，注意等效替代法的应用，用定值电阻和电流表代替电压表．