Question

小明按照如图所示的电路图连接好电路，测量一只额定电压为2.5V的泡的电功率，部分实验数据和现象如下表．

实验次数	电压表示数/V	电流表示数/A	灯泡亮度
1	1	0.2	较暗
2	2.5		正常发光
3	6	0	不发光

（1）分析表中实验数据可知，所用电源电压约为

 

V．
（2）若小明手边有“1.5A 50Ω”和“2.0A 20Ω”两种规格的滑动变阻器，“0～3V”和“0～15V”两个量程的电压表，上面实验中他选用的滑动变阻器规格为

 

；选用的电压表量程为

 

．
（3）由于小明粗心大意，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
R=

U1

I1

=

1V

0.2A

=5Ω，再计算出灯泡两端电压为2.5V时的功率P=

U22

R

=

(2.5V)2

5Ω

=1.25W．则灯泡的额定功率

 

（选填“＞”、“=”、“＜”）1.25W．

Answer 1

分析：（1）第一次实验灯泡较暗，电流表有示数，但是太小，电路电流小，电路总电阻太大，滑动变阻器连入电路的阻值太大，要使灯泡发光，增大电路电流，调节滑动变阻器的滑片，减小滑动变阻器连入电路的电阻，
当滑动变阻器连入电路的电阻减小到一定值时，电路电流增大，灯泡电压增大，超过灯泡的额定电压，烧断灯丝，电压表串联在电路中，电压表测电源电压．
（2）根据第一次实验时，U₁=1V，I₁=0.2A，再根据串联电路的电压规律可求得滑动变阻器两端的电压U_R=U-U₁，再利用R=

U

I

可求得此时滑动变阻器的阻值，然后即可做出选择．由电源电压可确定电压表的量程．
（3）因为灯泡电压增大，灯泡亮度增大，灯丝温度升高，灯丝电阻随电压的增大而增大．
正常发光时的电阻大于第一次实验时的灯丝电阻，即：R＞5Ω．
根据P=

U2

R

计算的额定功率偏大．

解答：解：（1）第一次实验灯泡较暗，是因为滑动变阻器连入电路电阻较大，使电路总电阻较大，电路电流很小，不能使灯泡发光．这时调节滑动变阻器滑片，减小电路总电阻，增大电路电流，使灯泡发光．
当电路电流增大到一定程度，灯泡电压增大，超过灯泡的额定电压时，灯泡的灯丝被烧断，电压表串联在电路中测电源电压，所以电源电压为6V
故答案为：6．
（2）由表中数据可知，第一次实验时，U₁=1V，I₁=0.2A，滑动变阻器两端的电压U_R=U-U₁=6V-1V=5V．
此时滑动变阻器的阻值R=

UR

I

=

5V

0.2A

=25Ω，显然“2.0A 20Ω”规格的滑动变阻器不可以，所以他选用的滑动变阻器规格为1.5A 50Ω；
由电源电压示数为6V可知，所选用的电压表量程为0～15V．
故答案为：1.5A 50Ω；0～15V．
（3）第一次实验数据计算出灯泡电阻R=

U1

I1

=

1V

0.2A

=5Ω，灯，泡两端电压增大，灯丝温度升高，灯丝电阻增大，
此时R＞5Ω，再计算出灯泡两端电压为2.5V时的功率P=

U22

R

=

(2.5V)2

5Ω

=1.25W，此时计算的额定功率偏大，
所以灯泡的额定功率小于1.25W．
故答案为：＜．

点评：本题从给定的表格中分析电路正确连接后，灯泡不发光的原因；灯丝烧断，判断电源电压；灯丝电阻与温度的关系；正确计算额定功率的方法；已知条件都包含在表格中，需要学生从表格中搜寻信息，这是关键．本题形式新颖，有一定难度，属于难题．