Question

小東同學利用如圖甲所示的電路圖，測量了小燈泡的電阻和電功率．他選用了下列器材：額定電壓為2.5V的小燈泡、電壓表（量程有“0～3V”和“0～15V”）、電流表（量程有“0～0.6A”和“0～3A”）、滑動變阻器（規格分別為甲“10Ω  1A”、乙“20Ω  0.5A”、丙“50Ω  0.2A”）、開關、電壓4.5V的電源和若干條導線．

次數	U/V	I/A
1	1.5	0.17
2		0.18
3	2.5	0.2
4	3.0	0.23

（1）根據電路圖和器材的規格，請用筆畫線代替導線，完成圖乙中實驗電路的連接．
（2）小東同學實驗記錄的數據如右表所示．其中第2次實驗的電壓表示數如圖丙所示，則燈泡兩端的電壓是

1.8

V．
（3）小東在得到了第1次實驗數據后，應向

左

（根據圖甲回答，選填“左”或“右”）移動滑片才能得到第2、3、4次的實驗數據．
（4）分析實驗數據知：小燈泡的額定功率是

0.5

W，正常發光時的電阻是

12.5

Ω；他發現，同一個燈泡計算出的四組電阻值差異較大，其原因是燈絲的電阻隨

溫度

升高而增大．
（5）在實驗過程中他還發現，第4次燈泡最亮，第3次比第2次亮，第1次最暗，則說明燈泡的實際功率越

大

（選填“大”或“小”），燈泡越亮．
（6）從實驗數據來看，小東所選的滑動變阻器應當是

乙

（選填“甲”、“乙”或“丙”）．

Answer 1

分析：（1）根據燈泡的額定電壓確定電壓表的量程且與燈泡并聯，滑動變阻器按一上一下的原則串聯在電路中；
（2）根據電壓表的量程和分度值讀出燈泡兩端的電壓；
（3）由表格數據可知，電流表示數的變化即電路中電流的變化，根據歐姆定律可知接入電路中電阻的變化，進一步判斷滑片移動的方向；
（4）額定電壓下燈泡的實際功率和額定功率相等，根據表格找出對應的電流，根據P=UI求出其大小，再根據歐姆定律求出燈泡的電阻；導體電阻跟導體長度、橫截面積、材料、溫度有關，從電阻大小影響因素來考慮；
（5）根據P=UI可知實際功率的變化，然后與燈泡的亮暗相比較得出結論；
（6）由表格中數據可知，當電壓表的示數為3.0V時，電流表的示數為0.23A，可知丙滑動變阻器不可選；當電壓的示數為1.5V時，通過的電流為0.17A，根據串聯電路的電壓特點和歐姆定律求出此時滑動變阻器接入電路的電阻，即可判斷其規格．

解答：解：（1）燈泡的額定電壓為2.5V，所以電壓表的量程為0～3V，且與燈泡并聯；滑動變阻器按一上一下的原則串聯在電路中，如下圖所示：

（2）由圖丙可知，電壓表的量程為0～3V，分度值為0.1V，示數為1.8V；
（3）由表格數據可知，從第一次到第4次的過程中，電路中的電流變大，根據歐姆定律可知電路中的電阻變小，即滑動變阻器接入電路中的電阻變小，故滑片向左移動；
（4）由表格數據可知，U=2.5V時，電流I=0.2A，
燈泡的額定功率P=UI=2.5V×0.2A=0.5W，
根據歐姆定律可得，燈泡的電阻R=

U

I

=

2.5V

0.2A

=12.5Ω，
實驗過程中，燈絲的長度、橫截面積、材料都不變，當電壓增大時，燈泡的實際功率變大，燈絲的溫度升高，電阻是變大，故得到燈絲的電阻隨溫度的升高而增大；
（5）根據P=UI可知，從第一次數據到第四次數據中，電流和電壓都增大，實際功率增大，燈泡變亮，故可得結論：燈泡的實際功率越大，燈泡越亮；
（6）由表格數據可知，
當電壓表的示數為3.0V時，電流表的示數為0.23A，可知丙滑動變阻器不可選；
當滑動變阻器兩端的電壓為U₁=1.5V時，電路中的電流I₁=0.17A，
滑動變阻器接入電路的阻值：
R_滑=

U滑

I1

=

U-U1

I1

=

4.5V-1.5V

0.17A

≈17.6Ω＞10Ω，
故滑動變阻器的規格為乙．
故答案為：
（1）如上圖所示；
（2）1.8；
（3）左；
（4）0.5；12.5；溫度；
（5）大；
（6）乙．

點評：本題考查了電壓表的連接和讀數、滑動變阻器的使用、電功率和電阻的計算、電阻與溫度的關系、燈泡的亮暗與實際功率之間的關系等，關鍵是會根據電源的電壓確定電壓表的量程和根據表格數據確定滑動變阻器的規格，對學生知識的綜合運用和分析能力要求較高．