Question

利用如图甲所示的实验器材．测定额定电压为2.5V的小灯饱的电功率．电源电压保持不变．请完成下列相关门题：
（1）该实验的原理是

 

．
（2）请在图中补画一根导线，使得测定小灯饱电功率的电路充整，耍求滑片P向右移动时，小灯泡变暗．

（3）连好电路后，再闭合开关前，应先将滑片P移至

 

端（填“a”或“b”）．
（4）他通过调节滑动变阻器的滑片，测出了三组实验数据如表所示：

实验次数	1	2	3
U/V	2.0	2.5	2.8
I/A	0.30	0.36	0.38

该小灯泡的额定功率为

 

W．利用所测数据也能计算出灯泡正常发光时灯丝的电阻为

 

Ω（该空保留整数）．经过计算发现小灯泡亮度不同时，不但电功率不同，并且电阻也不同，你认为造成电阻不同的原因

 

．
（5）小明小组用如图所示的电路，其中（为电阻箱，电阻箱是一种可以调节电阻大小并且能够显示出电阻阻值的变阻器），对额定电流为0.1A的小灯饱正常发光时的电功率进行了侧定．请你写出实验步骤及表达式．
实验步骤：

 

．

Answer 1

分析：（1）伏安法测灯泡电功率的原理：P=UI；
（2）要求滑片P向右移动时，小灯泡变暗，即使整个电路中的电流变小，故此时电路中的电阻要变大；
（3）连接电路时，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应移至阻值最大处；
（4）根据表中数据得出灯泡两端电压为2.5V时对应的电流，然后根据P=UI求出小灯泡的额定功率，再利用R=

U

I

求出灯泡正常发光时的电阻；灯丝的电阻随温度的升高而增大；
（5）根据测量小灯泡额定功率的原理和开关的组合、欧姆定律的应用求出灯泡正常发光时的电阻，然后根据P=I²R表示出灯泡的电功率．

解答：解：（1）测量小灯泡功率的实验原理：P=UI；
（2）滑动变阻器的上面接线已经接入电路，根据变阻器的工作原理，要想滑片右移时阻值变大，导线必须连在左下端，实物电路连接如图所示：

（3）连好电路后，闭合开关前，为防止电路中电流过大烧毁元件，变阻器的阻值应在最大值处，故滑片P应划至b端；
（4）根据表中数据可知，当灯泡两端电压为2.5V时，通过灯泡的电流为0.36A，则灯泡的额定功率P=UI=2.5V×0.36A=0.9W；
∵I=

U

R

∴灯泡正常发光是的电阻：R=

U

I

=

2.5V

0.36A

≈7Ω；
因为灯丝的电阻随温度的升高而增大，所以小灯泡亮度不同时，不但电功率不同，电阻也不同；
（5））①只闭合S₁，移动变阻器滑片，使电流表示数为0.1A；
②断开S₁，闭合S₂，滑片不动，调节电阻箱，当电流表示数为0.1A时，读出电阻箱连入电路中的电阻为R₀；
③表达式：P=UI=I²R=（0.1A）²R₀
故答案为：（1）P=UI；（3）b；（4）0.9；7；灯丝的电阻随温度的升高而增大；
①只闭合S₁，移动变阻器滑片，使电流表示数为0.1A；
②断开S₁，闭合S₂，滑片不动，调节电阻箱，当电流表示数为0.1A时，读出电阻箱连入电路中的电阻为R₀；
③表达式：P=（0.1A）²R₀．

点评：本题考查实物电路的连接、滑动变阻器的使用、欧姆定律和电功率计算公式的应用以及灯丝电阻与温度的关系等；本题的重点是会根据等效替代法和电功率的原理设计实验步骤．