Question

【題目】在“探究小燈泡在不同電壓下工作時的電功率是否相同”的實驗中，實驗室提供了如下器材：電源電壓U恒為8V，滑動變阻器規格為“20Ω 2A”，小燈泡的額定電壓U額＝2.5V，額定功率小于1.2W，兩個阻值分別為10Ω、20Ω的定值電阻R0可供選擇。

（1）為使小燈泡兩端電壓有一較大的調節范圍，小聰設計了如圖甲所示的電路，請用筆畫線代替導線，完成圖乙中實物電路的連接。

（__________）

（2）正確連接電路后，進行實驗，記錄的數據如表所示。當電壓表示數為2.5V時，電流表示數如圖丙所示，小燈泡的額定功率為_____W。

實驗次數	1	2	3	4	5
電壓/V	1.0	1.5	2.0	2.5	3.0
電流/A	0.24	0.32	0.38		0.44
電功率/W

（3）分析表中數據可得出結論：小燈泡工作時，消耗的電功率隨電壓的增大而_____。根據數據還可判斷出，小聰在實驗中選用的是R0＝________Ω的定值電阻。

（4）完成實驗后，愛動腦筋的小聰又想出一種測量小燈泡額定功率的方法，設計了如圖丁所示的電路，所用電壓表量程為“0～15V”，請將以下實驗步驟補充完整。

①檢查電路無誤后，閉合開關S，將開關S1撥至“1”，調節滑動變阻器滑片直至電壓表示數為_____V；

②滑片不動，再將開關S1，撥至“2”，讀出電壓表示數為U0；

③小燈泡的額定功率：P額＝_________。（用U額、U0、R0表示）

Answer 1

【答案】 1.05 增大 10 5.5 U額·

【解析】

(1)[1]小燈泡的額定電流約為：

I==0.48A＜0.6A，

所以，電流表選擇0-0.6A的量程；燈泡、R0及滑動變阻器串聯，故將電流表的“0.6”接線柱與電源的“+”極連接，小燈泡的左接線柱與R0的左接線柱連接，如圖所示：

(2)[2]由圖丙可知，電流表選擇0-0.6A的量程，分度值為0.02A，示數為0.42A，則小燈泡的額定功率：

P額=U額I額=2.5V×0.42A=1.05W；

(3)[3]由表中數據可知，隨著燈泡兩端電壓的增大，電流也增大，根據P=UI可知，小燈泡消耗的電功率增大，即小燈泡工作時，消耗的電功率隨電壓的增大而增大；

[4]由表中數據可知，第5次實驗電流最大，此時電路總電阻最小，第5次實驗時電路總電阻：

R總=≈18.2Ω＜20Ω，

因

R總=RL+R0+R滑，

已知定值電阻R0的阻值為10Ω或20Ω，在實驗中選用的是R0=10Ω；

(4)①[5]要測量小燈泡的額定功率，需使小燈泡兩端的電壓等于其額定電壓；閉合開關S，將開關S1撥至“1”，小燈泡、R0和滑動變阻器串聯，電壓表測R0和滑動變阻器兩端的電壓，調節滑動變阻器的滑片，燈泡正常發光時，電壓表的示數：

UV=U-U額=8V-2.5V=5.5V；

②滑片不動，再將開關S1撥至“2”，電壓表測R0兩端的電壓U0，此時電路中的電流即為小燈泡的額定電流：

I額=，

③[6]小燈泡的額定功率：

P額=U額I額=U額·。