Question

【题目】在“测小灯泡电功率”的实验中，实验室有以下器材：电源（电压恒为4.5V）、标有2.5V的小灯泡、电流表、电压表、滑动变阻器“20Ω1A”、开关各一个，定值电阻三个（10Ω、20Ω、30Ω）、导线若干。

（1）请用笔画线代替导线，将图甲中电路连接完整。要求：滑动变阻器滑片向左移动时小灯泡亮度变亮。 __

（2）电路连接好后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片进行多次实验，并将其中三次数据记录在表格中，根据数据求出小灯泡的额定功率为_______W。

（3）上述实验结束后，小华同学想进一步“探究电流与电阻的关系”，他将小灯泡取下后，按图乙电路在R的位置依次换成已有的定值电阻（10Ω、20Ω、30Ω）先后接入电路，为保证每次都能将接入的定值电阻两端电压调为2.5V，应在电路中再串联一个阻值范围为_______Ω至_______Ω的电阻Rˊ。

Answer 1

【答案】 0.6 4 8

【解析】

（1）连接电路时，要求滑动变阻器滑片向左移动时小灯泡亮度变亮，即电流变大电阻变小，则滑动变阻器左下接线柱与灯泡连接，连图如下：

（2）当小灯泡两端电压为额定电压2.5V时，小灯泡的电功率为额定功率，由表可知，此时通过灯泡的电流I=0.24A，则小灯泡的额定功率P=UI=2.5V×0.24A=0.6W；

（3）为保证每次都能将接入的定值电阻两端电压调为2.5V，根据串联电路电压的规律，滑动变阻器分得的电压为：UR=4.5V﹣2.5V=2V，则变阻器分得的电压为定值电阻电压的倍：

当接入30Ω的电阻时，根据串联分压原理，滑动变阻器连入电路中的电阻R滑1=0.8×30Ω=24Ω，而变阻器的最大电阻为20Ω，将滑动变阻器与R′视为一个整体，故R′的最小值

R′小=R滑1﹣R滑=24Ω﹣20Ω=4Ω；

当接入10Ω的定值电阻时，同理，滑动变阻器连入电路中的电阻R滑2=0.8×10Ω=8Ω，将变阻器与R′视为一个整体，当变阻器连入电路中的电阻为0时，R′=8Ω即可；

故为保证每次都能将接入的定值电阻两端电压调为2.5V，应在电路中再串联一个阻值范围为4Ω至8Ω的电阻R’。