Question

現在要測量一只額定電壓為U=3V的小燈泡L的額定功率P（約為0.3W）．實驗室備有如下器材：
電流表A₁（量程20 mA，內阻r₁=lΩ）
電流表A₂（量程300mA，內阻大小不知）
定值電阻R（10Ω）
滑動變阻器R_l（0～100Ω，0.5A）
電源E（E=4.5V，r≈lΩ）
單刀開關一個、導線若干．
（1）設計出實驗電路（畫在給定的方框中）；
（2）按（1）中設計的電路圖把右圖中的實驗器材連接起來；
（3）將主要的實驗步驟填寫完整：
①按設計的電路圖連接好電路，開關S閉合前．滑動變阻器的滑動端P，移至阻值最大的位置；
②閉合開關S．移動滑片P，使______
③計算出小燈泡的額定功率P．
④實驗中計算燈泡額定功率的表達式為：______（必須用題中給定的符號及你自己在（3）中設定的記錄符號來表示）．

Answer 1

（1）為了求出燈泡的額定功率，應求出燈泡中的電流及燈泡兩端的電壓；但題目中只給出了兩個電流表，沒有電壓，故應采用已知內阻的電流表來測量電壓；故應使用A₁作為電壓表，但由于A₁電阻太小，無法測量正確的結果，故應串聯定值電阻R與電流表串聯作為電壓表使用；但由于A₂量程過大，無法真接與L串聯測電流；故可將電流表A₂采用外接法；
故原理圖如下圖所示；
（2）按原理圖將各元件依次連接，注意先串聯后并聯；
（3）②為了求出功率，則應求出燈泡兩端的電壓與流過燈泡的電流；故需記下A₁及A₂的示數；
④燈泡兩端的電壓U=I₁（R+r₁），燈泡中的電流I=I₂-I₁；
由P=UI可得：P=I₁（R+r₁）（I₂-I₁），
故答案為：（1）如下圖；（2）實物圖如下圖；（3）使電流表A₁的示數為I₁，小燈泡正常發(fā)光，同時記下此時電流表A₂的示數I₂；③
I₁（R+r₁）（I₂-I₁），