Question

【题目】在“探究小灯泡在不同电压下工作时的电功率是否相同”的实验中，实验室提供了如下器材：电源电压U恒为8V，滑动变阻器规格为“20Ω 2A”，小灯泡的额定电压U额=2.5V，额定功率小于1.2W，两个阻值分别为10Ω、20Ω的定值电阻R0可供选择。

（1）为使小灯泡两端电压有一较大的调节范围，小聪设计了如图甲所示的电路，请用笔画线代替导线，完成图乙中实物电路的连接；

（________）

（2）正确连接电路后，进行实验，记录的数据如表所示。当电压表示数为2.5V时，电流表示数如图丙所示，小灯泡的额定功率为_________W，此时小灯泡的电阻为_________Ω；

实验次数	1	2	3	4	5
电压/V	1.0	1.5	2.0	2.5	3.0
电流/A	0.24	0.32	0.38		0.44
电功率/W

（3）分析表中数据可得出结论：小灯泡工作时，消耗的电功率随电压的增大而_________。根据数据还可判断出，小聪在实验中选用的是R0=_________Ω的定值电阻；

（4）完成实验后，爱动脑筋的小聪又想出一种测量小灯泡额定功率的方法，设计了如图丁所示的电路，所用电压表量程为“0~15V”，请将以下实验步骤补充完整；

① 检查电路无误后，闭合开关S，将开关S1拨至“1”，调节滑动变阻器滑片直至电压表示数为_________V；

② 滑片不动，再将开关S1，拨至“2”，读出电压表示数为U0；

③ 小灯泡的额定功率：P额=_________。（用U额、U0、R0表示）

若步骤② 中，在将开关S1拨至“2”时，不小心将滑片向右移动了少许，其他操作正确，则测出的小灯泡额定功率比真实值_________ （选填“偏大”或“偏小”）。

Answer 1

【答案】 0.8 7.8 增大 10 5.5 偏小

【解析】

(1)[1]由可得，电路中的电流最大是

这个电流小于0.6A，所以电流表的量程选择0到0.6A即可；从电路图中可以看到，电流从电源正极流出，流过电流表，流过灯泡，流过定值电阻R0和滑动变阻器，再流过开关，最后回负极，根据所述，连接实物图，如下图所示；

(2)[2]从图丙可以看到，电流表的量程是0到0.6A，分度值是0.02A，它的读数是0.32A，可知小灯泡的额定功率为

；

[3]此时小灯泡的电阻为

；

(3)[4]从表中数据可知，当电压增大时，电流也在增大，根据可知，消耗的电功率也在增大，即消耗的电功率随电压的增大而增大；

[5]从第5次实验可知，电压表的示数是3V，电流表的示数是0.44A，假设定值电阻R0的阻值大小是20Ω，那么R0的电压是

这个电压大小大于电源电压，所以定值电阻R0的阻值大小不可能是20Ω，只能是10Ω；

(4)[6][7]测量小灯泡额定功率，需要使小灯泡两端的电压等于其额定电压，闭合开关S，将开关S1拨至“1”，这情况下小灯泡、定值电阻R0和滑动变阻器串联，电压表测的是R0和滑动变阻器两端的电压，调节滑动变阻器的滑片，灯泡正常发光时，电压表的示数是

；

滑片不动，再将开关S1，拨至“2”，电压表测R0两端的电压U0，这时电路中的电流就是小灯泡的额定电流，则小灯泡的额定功率是

；

[8]若将滑片向右移动了少许，那么电路中的总电阻变大，电流变小，则R0两端的电压变小，电压表的示数变小，根据计算得到的结果偏小。