题目内容

5．同学们在做“测定小灯泡电功率”的实验时，老师提供了电压为6V且保持不变的电源、额定电压为2.5V（额定电压下的电阻约8Ω）的小灯泡，不同规格的滑动变阻器等器材，请你帮他完成下列内容：
实验次数电压表示数/V电流表示数/A小灯泡的亮暗程度
110.2较暗
22.5正常发光
330.32较亮
（1）小明按照如图所示的电路图连接好实物电路后进行实验，某一时刻灯泡两端的电压为2V，若使灯泡两端电压达到额定电压2.5V，小明应将滑片P向b（选填“a”或“b”）移动．
（2）①小亮同学测得的实验数据记录在上方的表格中，小亮手边有“1.5A   50Ω”和“2.0A   10Ω”两种规格的滑动变阻器，实验中他选用的滑动变阻器规格为：1.5A 50Ω；
②小亮由于粗心大意，没有记录灯泡正常发光时电流表的示数，于是他根据第一次实验数据计算出灯泡电阻是5Ω，再根据额定电压2.5V，通过公式算出额定功率是1.25W．但实际测量出灯泡的额定功率应小于（选填“大于”或“小于”）1.25W．

分析 （1）要使灯泡两端的电压由2V变为2.5V，应使电路中的电流变大，根据欧姆定律可知应减小电路中的电阻，减小滑动变阻器接入电路中的电阻；
（2）①由表中数据可知，电路中较小的电流和此时灯泡两端的电压，根据串联电路的电压特点求出滑动变阻器两端的电压，利用欧姆定律求出滑动变阻器接入电路中的阻值，即可选取滑动变阻器的规格；
②由表格数据可知，随着灯泡两端电压的增大，通过灯泡的电流也增大，灯泡的实际功率增大，灯丝的温度升高；由于灯丝的电阻随温度的升高而增大，根据P=$\frac{{U}^{2}}{R}$判断实际测量出灯泡的额定功率和1.25W之间的关系．

解答 解：
（1）由题可知，应使灯泡两端的电压由2V增大为2.5V，根据欧姆定律，应增大电路中的电流，减小电路中的电阻，即减小滑动变阻器接入电路中的电阻，由电路图可知，滑片P应向b端移动；
（2）①由表格数据可知，当灯泡两端的电压为1V时，电路中的电流为0.2A，
根据串联电路的电压特点可知，滑动变阻器两端的电压U滑=U-UL=6V-1V=5V，
根据欧姆定律可得，滑动变阻器接入电路中的电阻：R滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{5V}{0.2A}$=25Ω＞10Ω，
所以他选用的滑动变阻器规格为“1.5A   50Ω”；
②由题知，根据第一次实验数据计算出灯泡电阻是5Ω，通过公式算出额定功率是1.25W；
由表格数据可知，随着灯泡两端电压的增大，通过灯泡的电流也增大，灯泡的实际功率增大，灯丝的温度升高；
因为灯丝的电阻随温度的升高而增大，所以灯泡两端的电压为2.5V时，灯丝的电阻大于5Ω，
根据P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，实际测量出灯泡的额定功率应小于1.25W．
故答案为：（1）b；（2）①1.5A  50Ω；②小于．

点评 本题是测定小灯泡电功率的实验，考查了滑动变阻器的正确使用、串联电路的特点、欧姆定律、电功率公式的应用，关键是知道灯丝电阻随温度的变化关系．

练习册系列答案
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①用笔画线代替导线，将如图甲所示的实物电路连接完整；
②连接电路时，开关应该断开；
③闭合开关，移动变阻器的滑片P的过程中，观察到电流表示数几乎接近最大值时，小灯泡仍然不亮，且电压表无示数，其原因可能是小灯泡短路；
④排除故障后，闭合开关，移动滑片P至电压表的示数如图乙所示，其读数为1.1V．要使小灯泡正常发光，滑片P应向左（填“左”或“右”）端移动；
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（3）当油箱中的浮子向上运动时，R接入电路中的电阻值将变小（变大、变小、不变），此时油量表示数将变大（变大、变小、不变）．
（4）请说说其中涉及到的物理知识有哪些？（两个）
①浮力知识；
②杠杆原理．
14．我们已进行过“科学探究：欧姆定律”，--电流与电压电阻的关系实验
表1　   表2　  
次序R/ΩI/A次序U/VI/A
150.6120.1
2100.3240.2
3200.15360.3
（1）由于电路中电流的大小受多种因素的影响，所以在进行本实验时采用控制变量法．
（2）注意在连接实物电路时，开关要断开
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根据相关数据可得实验的结论：
①观察表一可得：在电压一定时，导体中的电流和导体的电阻成反比．②观察表二可得：在电阻一定时，导体中的电流和导体两端的电压成正比．
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