Question

15．在测定“小灯泡电功率”的实验中，电源电压为4.5V，小灯泡额定电压为2.5V、电阻约为10Ω．
（1）请你用笔画线代替导线，将图1中的实物电路连接完整．

（2）连接电路时，开关应断开．闭合开关前，图2中滑动变阻器的滑片P应位于A（选填“A”或“B”）端．
（3）闭合开关后，移动变阻器的滑片P，使电压表示数为2.5V，灯泡正常发光，此时电流表示数如图2所示，其示数为0.2A，则该小灯泡的额定功率是0.5W．
（4）多次移动变阻器的滑片进行实验，有关数据记录如下表：

次数	U/N	I/A	P/W	灯泡发光情况
1	1.00	0.14	0.14	很暗
2	2.00	0.18	0.36	比正常暗些
3	3.00	0.22	0.66	比正常亮些

分析表中实验数据和现象可发现，对同一盏灯：①其亮暗决定于灯的实际功率，②其灯丝电阻会随功率的增大而增大，原因是灯丝的电阻随温度的升高而变大．
（5）若实验中可供选择的滑动变阻器最大阻值分别是5Ω和50Ω，你认为本实验应选用最大阻值为50Ω的滑动变阻器．

Answer 1

分析 （1）根据欧姆定律求出灯正常工作时的电流大小，确定电流表的量程，与灯串联在电路中；
（2）连接电路时，开关应断开，变阻器连入电路中的电阻最大；
（3）灯在额定电压下正常发光，根据图2中电流表小量程读数，根据P=UI求灯的额定功率；
（4）②根据表中数据，通过灯的电流随电压的增大而增大，由P=UI确定灯的功率的变化和灯丝的温度的变化，由影响电阻的因素回答．
（5）当电压表示数最小时，根据串联电路电压的规律，变阻器分得的电压最多，根据分压原理，变阻器连入电路中的电阻最大，由表中第1次数据求得变阻器的最小值，确定变阻器的规格．

解答 解：（1）灯的额定电压为2.5V，灯正常发光时的电流大小I=$\frac{U}{R}=\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A，所以电流表选用小量程，与灯串联接入电路中，如下所示：

（2）连接电路时，为保护电路，开关断开，变阻器连入电路中的电阻最大，即移动到A端；
（3）灯在额定电压下正常发光，移动变阻器的滑片P，
使电压表示数为2.5V；图2中电流表选用小量程，分度值为0.02A，读数为0.2A，
灯的额定功率P=UI=2.5V×0.2A=0.5W；
（4）②由表中数据可知，通过灯的电流随电压的增大而增大，根据P=UI知，
灯的功率也增大，灯丝的温度升高，因灯丝的电阻随温度的升高而变大，所以灯丝电阻会随功率的增大而增大；
（5）由表中数据可知，在第1次实验中，电压表示数为1V，
根据串联电路电压的规律，变阻器分得的电压为4.5V-1V=3.5V，
变阻器分得的电压是灯的电压的$\frac{3.5V}{1V}$=3.5，根据分压原理，变阻器的电阻为灯的电阻的3.5倍，
即3.5×10Ω=35Ω，所以，本实验要选用50Ω的变阻器．
故答案为：（1）如上图所示；
（2）断开；A；
（3）2.5； 0.2； 0.5；
（4）增大； 灯丝的电阻随温度的升高而变大；
（5）50．

点评 本题测定“小灯泡电功率”，考查电路的连接、实验注意事项、操作过程、影响电阻大小的因素、对器材的要求等知识，综合性较强．