Question

小东同学利用如图甲所示的电路图，测量了小灯泡的电阻和电功率．他选用了下列器材：额定电压为2.5V的小灯泡、电压表（量程有“0～3V”和“0～15V”）、电流表（量程有“0～0.6A”和“0～3A”）、滑动变阻器（规格分别为甲“10Ω  1A”、乙“20Ω  0.5A”、丙“50Ω  0.2A”）、开关、电压4.5V的电源和若干条导线．

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

（1）根据电路图和器材的规格，请用笔画线代替导线，完成图乙中实验电路的连接．
（2）小东同学实验记录的数据如右表所示．其中第2次实验的电压表示数如图丙所示，则灯泡两端的电压是

1.8

V．
（3）小东在得到了第1次实验数据后，应向

左

（根据图甲回答，选填“左”或“右”）移动滑片才能得到第2、3、4次的实验数据．
（4）分析实验数据知：小灯泡的额定功率是

0.5

W，正常发光时的电阻是

12.5

Ω；他发现，同一个灯泡计算出的四组电阻值差异较大，其原因是灯丝的电阻随

温度

升高而增大．
（5）在实验过程中他还发现，第4次灯泡最亮，第3次比第2次亮，第1次最暗，则说明灯泡的实际功率越

大

（选填“大”或“小”），灯泡越亮．
（6）从实验数据来看，小东所选的滑动变阻器应当是

乙

（选填“甲”、“乙”或“丙”）．

Answer 1

分析：（1）根据灯泡的额定电压确定电压表的量程且与灯泡并联，滑动变阻器按一上一下的原则串联在电路中；
（2）根据电压表的量程和分度值读出灯泡两端的电压；
（3）由表格数据可知，电流表示数的变化即电路中电流的变化，根据欧姆定律可知接入电路中电阻的变化，进一步判断滑片移动的方向；
（4）额定电压下灯泡的实际功率和额定功率相等，根据表格找出对应的电流，根据P=UI求出其大小，再根据欧姆定律求出灯泡的电阻；导体电阻跟导体长度、横截面积、材料、温度有关，从电阻大小影响因素来考虑；
（5）根据P=UI可知实际功率的变化，然后与灯泡的亮暗相比较得出结论；
（6）由表格中数据可知，当电压表的示数为3.0V时，电流表的示数为0.23A，可知丙滑动变阻器不可选；当电压的示数为1.5V时，通过的电流为0.17A，根据串联电路的电压特点和欧姆定律求出此时滑动变阻器接入电路的电阻，即可判断其规格．

解答：解：（1）灯泡的额定电压为2.5V，所以电压表的量程为0～3V，且与灯泡并联；滑动变阻器按一上一下的原则串联在电路中，如下图所示：

（2）由图丙可知，电压表的量程为0～3V，分度值为0.1V，示数为1.8V；
（3）由表格数据可知，从第一次到第4次的过程中，电路中的电流变大，根据欧姆定律可知电路中的电阻变小，即滑动变阻器接入电路中的电阻变小，故滑片向左移动；
（4）由表格数据可知，U=2.5V时，电流I=0.2A，
灯泡的额定功率P=UI=2.5V×0.2A=0.5W，
根据欧姆定律可得，灯泡的电阻R=

U

I

=

2.5V

0.2A

=12.5Ω，
实验过程中，灯丝的长度、横截面积、材料都不变，当电压增大时，灯泡的实际功率变大，灯丝的温度升高，电阻是变大，故得到灯丝的电阻随温度的升高而增大；
（5）根据P=UI可知，从第一次数据到第四次数据中，电流和电压都增大，实际功率增大，灯泡变亮，故可得结论：灯泡的实际功率越大，灯泡越亮；
（6）由表格数据可知，
当电压表的示数为3.0V时，电流表的示数为0.23A，可知丙滑动变阻器不可选；
当滑动变阻器两端的电压为U₁=1.5V时，电路中的电流I₁=0.17A，
滑动变阻器接入电路的阻值：
R_滑=

U滑

I1

=

U-U1

I1

=

4.5V-1.5V

0.17A

≈17.6Ω＞10Ω，
故滑动变阻器的规格为乙．
故答案为：
（1）如上图所示；
（2）1.8；
（3）左；
（4）0.5；12.5；温度；
（5）大；
（6）乙．

点评：本题考查了电压表的连接和读数、滑动变阻器的使用、电功率和电阻的计算、电阻与温度的关系、灯泡的亮暗与实际功率之间的关系等，关键是会根据电源的电压确定电压表的量程和根据表格数据确定滑动变阻器的规格，对学生知识的综合运用和分析能力要求较高．