Question

小明按照如图所示的电路图连接好电路，测量一只额定电压为2.5V的泡的电功率，部分实验数据和现象如下表．

实验次数	电压表示数/V	电流表示数/A	灯泡亮度
1	1	0.2	较暗
2	2.5		正常发光
3	6	0	不发光

（1）分析表中实验数据可知，所用电源电压约为

6

V．
（2）若小明手边有“1.5A 50Ω”和“2.0A 20Ω”两种规格的滑动变阻器，“0～3V”和“0～15V”两个量程的电压表，上面实验中他选用的滑动变阻器规格为

“1.5A50Ω”

，选用的电压表量程为

0～15V

．
（3）由于小明粗心大意，没有记录灯泡正常发光时电流表的示数，于是他根据第一次实验数据计算出灯泡电阻R=U₁/I₁=1V/0.2A=5Ω，再计算出灯泡两端电压为2.5V时的功率P=U₂²/R=（2.5V）²/5Ω=1.25W．则灯泡的额定功率

小于

（选填“＞”、“=”、“＜”）1.25W．你判断的理由是

灯丝的电阻随温度的升高而增大

．

Answer 1

分析：（1）根据当灯泡断路时，灯泡两端的电压为电源电压进行分析；
（2）根据表格中的数据选择电压表的量程；
根据第一组数据结合串联电路电流、电压的关系及欧姆定律计算出滑动变阻器的阻值进行分析；
（3）因为灯泡电压增大，灯泡亮度增大，灯丝温度升高，灯丝电阻随电压的增大而增大．
正常发光时的电阻大于第一次实验时的灯丝电阻，即：R＞5Ω；根据P=

U2

R

可知计算出的额定功率偏大还是偏小．

解答：解：（1）由表格中数据知，当I=0时，电压表的示数为6V，说明此时是灯泡断路，则电压表的示数等于电源电压，可知电源电压为6V；
（2）由表格中数据知，电压表的示数最大为6V，所以选用电压表的量程为0～15V；
第一组数据知，滑动变阻器两端的电压为U_滑=6V-1V=5V；
此时滑动变阻器的阻值为R_滑=

U滑

I

=

5V

0.2A

=25Ω，所以选用的是“1.5A  50Ω”的滑动变阻器；
（3）第一次实验数据计算出灯泡电阻R=

U1

I1

=

1V

0.2A

=5Ω，灯泡两端电压增大，灯丝温度升高，灯丝电阻增大，
此时R＞5Ω，再计算出灯泡两端电压为2.5V时的功率P=

U22

R

=

(2.5V)2

5Ω

=1.25W，此时计算的额定功率偏大，
所以灯泡的额定功率小于1.25W．
故答案为：（1）6；（2）“1.5A 50Ω”； 0～15V；（3）小于；灯丝的电阻随温度的升高而增大．

点评：此题是测量灯泡的电功率实验，考查了欧姆定律在串联电路中的应用，电压表、滑动变阻器规格的选择，同时考查了灯丝电阻与温度的关系，这些都是实验中容易忽略的问题，难度较大．