Question

欣欣和强强在打扫实验室时，发现实验桌上有一个灯泡，铭牌上标有“4V    W”，其中W前面的数字不清楚了，欣欣很想知道它是多少，刚好桌上还有电阻箱、电流表、开关、12V的稳压电源各一个，欣欣用它们连成了图示的电路，测出电流表示数随电阻箱阻值变化的几组值并记录在表中．

电流/A	0.90	0.80	0.50	0.36	0.28	0.22
电阻/Ω	8	10	20	30	40	50

问：（1）通过实验，欣欣发现灯泡的电阻是

 

（填“不变”“变化”）的，这是因为

 

．
（2）强强也对欣欣的实验进行了研究，发现欣欣记录的数据中有一个电流值有错误，这个错误数据是

 

．
（3）当电流为0.50A时，电阻箱两端的电压是多少？
（4）灯泡的铭牌上不清楚的数字是多少？

Answer 1

分析：（1）由图可知灯泡及电阻箱串联，由欧姆定律可得出电阻箱两端的电压，则由串联电路的电压规律可得出灯泡两端的电压，由欧姆定律可求得灯泡的电阻，则可得出电阻的变化；
（2）当电阻箱阻值变大时，电阻箱分压应越多，由图中数据的变化可判断出错误的数据；
（3）由表格中读出电阻箱的阻值，则由欧姆定律可求得电阻箱两端的电压；
（4）由表中找出灯泡电压为4V的情况，则由功率公式可求得功率的大小．

解答：解：（1）设灯泡电流为I，电阻箱阻值为R，灯泡阻值为R_L，则由欧姆定律可得：I=

U

RL+R

，
解得：R_L=

U

I

-R；代入上表中数据可得：
R_L分别为：5.3Ω，5Ω，4Ω，3.33Ω，2.9Ω，4.5Ω由此可得出电阻是变化的，其原因应是随电流的减小灯丝温度降低，而使电阻阻值减小；
（2）由上小题计算的结果可看出，0.22A时计算结果出现了较大的偏差，不再符合金属电阻的阻值随温度降低而减小的性质，故错误的应为0.22A这一数据；
（3）当I=0.50A时，电阻箱阻值为：R=20Ω，则由欧姆定律可得：
电阻箱两端的电压：U=IR=0.5A×20Ω=10V；
（4）当I=0.8A时，U_R=8V，U_L=12V-8V=4V，P_L=U_LI_L=4V×0.8A=3.2W；
故答案为：（1）变化，随电流的减小灯丝温度降低，而使电阻阻值减小；（2）0.22； （3）电阻箱两端的电压为10V； （4）灯泡功率应为3.2W．

点评：本题考查欧姆定律及功率公式的应用，考查了学生灵活应用物理规律分析判断能力，对学生的要求较高．