Question

【題目】小林想測量一只標有“”的小燈泡的額定功率，可以選用的器材有：電壓為的電源、量程為的電壓表、滑動變阻器、已知阻值為的定值電阻各一個，開關若干和足夠多的導線．他設計了如圖所示的電路，以下是他的實驗步驟：

①電壓表調零后，斷開開關，按如圖連接好電路，將滑動變阻器的滑片調至接入電路阻值最大處；

②只閉合開關，調節變阻器的滑片使電壓表的示數，將記入實驗數據表格；

③保持滑片的位置不動，再閉合開關，讀出電壓表的示數，將記入實驗數據表格；

④計算出這只小燈泡的額定功率為：．

請根據以上敘述回答下列問題：

（1）小林設計的實驗方案中存在的問題是______________________________．

（2）在框內畫出你改正后的電路圖．

Answer 1

【答案】保持滑片P的位置不動，再閉合開關S2時，電壓表的示數U2不是燈泡與R0的總電壓，不能得出燈泡正常工作時的電流

【解析】

（1）由圖1知，只閉合開關s1，燈泡L、R0和滑動變阻器串聯，電壓表測燈泡兩端電壓，調節變阻器的滑片P使電壓表的示數U1=2.5V，此時燈泡正常發光；

保持滑片P的位置不動，再閉合開關S2，此時R0被短路，燈泡L與滑動變阻器串聯，電壓表仍測燈泡兩端電壓，示數為U2；

以上分析可以看出，電路結構發生了變化，電路中的電流發生變化，兩次電壓表示數之差不是定值電阻R0兩端的電壓，當然據此計算出這只小燈泡的額定功率是錯誤的；

（2）應在燈泡電壓為2.5V時，通過開關轉換測出總電壓或R0的電壓，由歐姆定律結合定值電阻得到此時電路中電流，即燈泡正常發光的電流，由P=UI可計算出燈泡的額定功率。設計電路如圖所示：