Question

3．用电源、电流表、滑动变阻器、电阻箱（）各1个，2个开关及若干条导线，对额定电流为0.3A的小灯泡的额定功率进行测定．
（1）请在虚线框内画出设计的电路图．
（2）写出实验步骤及计算额定功率的表达式．

Answer 1

分析 根据电功率的公式P=UI，结合提供的实验器材，设计实验，画出电路图，并写出表达式．

解答 解：（1）使灯泡与变阻箱并联，滑动变阻器串联在干路中，电流表串联在干路中，灯泡和电阻箱支路中各有一个开关控制，如下图所示：

（2）实验步骤：
①按电路图连接电路后，只闭合S₁，移动变阻器滑片，使电流表示数为0.3A；
②断开S₁，闭合S₂，滑片不动，调节电阻箱，当电流表示数为0.3A时，读出电阻箱连入电路中的电阻为R．
当小灯泡或电阻箱单独接入电路中时，若电流表示数均为0.3A，则小灯泡正常发光时的电阻与电阻箱接入电路中时的电阻值相等，大小为R；
小灯泡额定功率的表达式：由P=UI和I=$\frac{U}{R}$可得，P=I²R=（0.3A）²R．
答：（1）如上图；
（2）实验步骤：
①按电路图连接电路后，只闭合S₁，移动变阻器滑片，使电流表示数为0.3A；
②断开S₁，闭合S₂，滑片不动，调节电阻箱，当电流表示数为0.3A时，读出电阻箱连入电路中的电阻为R．
小灯泡额定功率的表达式：P=（0.3A）²R．

点评 本题考查了测定小灯泡电功率实验，创造性的设计测定小灯泡的测量实验，知识点较多，实验设计有一定难度，需要对实验过程深入理解和熟练掌握．