Question

13．晓彤和小雪利用如图甲所示的装置进行电学实验的复习，电源为2节新干电池，小灯泡的额定电压为2.5V，利用滑动变阻器来改变电源的输出电压．

（1）若利用该电路进行“比较小灯泡的亮度”实验，请你用笔划线代替导线，完成电路的连接．
（2）晓彤用（1）中连接的电路进行“测量小灯泡的电功率”实验，将得到实验数据记录绘制成图象如图乙所示，由图象可知小灯泡的额定功率为0.675W．
（3）小雪看到晓彤绘制的图象后，想到一个新的问题：利用该图象能否得出“小灯泡的电阻随温度的升高而增大”的结论呢？请你对小雪的问题给予回答并说明你的分析过程．

Answer 1

分析 （1）将电压表与灯泡并联，根据电源电压确定电压表的量程；电流表与灯泡串联，可选用小量程；
（2）根据图乙确定额定电压对应的电流，由P=UI计算电功率；
（3）灯泡的电功率越大，灯泡越亮，灯丝的温度越高．

解答 解：（1）电压表与灯泡并联，电源由两节干电池组成，所以电压表可选择0～3V的量程；
电流表与灯泡串联，可选择0～0.6A的量程，如图所示：
；
（2）根据图乙可知，当U=2.5V时，I=0.27A，则P=UI=2.5V×0.7A=0.675W；
（3）由图象可知，P₁=U₁I₁=0.5V×0.1A=0.05W，P₂=0.3W，P₃=0.9W，
灯泡的电功率越大，灯泡越亮，灯丝的温度越高，
由I=$\frac{U}{R}$可得：R₁=$\frac{U1}{I1}$=$\frac{0.5V}{0.1A}$=5Ω，R₂=7.5Ω，R₃=10Ω，
由上分析可知，灯丝的电阻随温度的升高而增大．
故答案为：（1）见上图；
（2）0.675；
（3）由图象可知，P₁=U₁I₁=0.5V×0.1A=0.05W，P₂=0.3W，P₃=0.9W，
灯泡的电功率越大，灯泡越亮，灯丝的温度越高，
由I=$\frac{U}{R}$可得：R₁=$\frac{U1}{I1}$=$\frac{0.5V}{0.1A}$=5Ω，R₂=7.5Ω，R₃=10Ω，
由上分析可知，灯丝的电阻随温度的升高而增大．

点评 本题主要考查了电路的连接、额定电功率的计算，关键能够从图象中确定额定电流值；
（3）问要证明灯丝电阻随温度的升高而增大，需判断整个过程中灯丝电功率的变化，得出温度的变化，从而得出电阻与温度的关系．