问题 填空题

现在要测量一只额定电压为U=3V的小灯泡L的额定功率P(约为0.3W).实验室备有如下器材:

电流表A1(量程20 mA,内阻r1=lΩ)

电流表A2(量程300mA,内阻大小不知)

定值电阻R(10Ω)

滑动变阻器Rl(0~100Ω,0.5A)

电源E(E=4.5V,r≈lΩ)

单刀开关一个、导线若干.

(1)设计出实验电路(画在给定的方框中);

(2)按(1)中设计的电路图把右图中的实验器材连接起来;

(3)将主要的实验步骤填写完整:

①按设计的电路图连接好电路,开关S闭合前.滑动变阻器的滑动端P,移至阻值最大的位置;

②闭合开关S.移动滑片P,使______

③计算出小灯泡的额定功率P.

④实验中计算灯泡额定功率的表达式为:______(必须用题中给定的符号及你自己在(3)中设定的记录符号来表示).

答案

(1)为了求出灯泡的额定功率,应求出灯泡中的电流及灯泡两端的电压;但题目中只给出了两个电流表,没有电压,故应采用已知内阻的电流表来测量电压;故应使用A1作为电压表,但由于A1电阻太小,无法测量正确的结果,故应串联定值电阻R与电流表串联作为电压表使用;但由于A2量程过大,无法真接与L串联测电流;故可将电流表A2采用外接法;

故原理图如下图所示;

(2)按原理图将各元件依次连接,注意先串联后并联;

(3)②为了求出功率,则应求出灯泡两端的电压与流过灯泡的电流;故需记下A1及A2的示数;

④灯泡两端的电压U=I1(R+r1),灯泡中的电流I=I2-I1

由P=UI可得:P=I1(R+r1)(I2-I1),

故答案为:(1)如下图;(2)实物图如下图;(3)使电流表A1的示数为I1,小灯泡正常发光,同时记下此时电流表A2的示数I2;③

I1(R+r1)(I2-I1),

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