Question

利用如圖甲所示的實驗器材．測定額定電壓為2.5V的小燈飽的電功率．電源電壓保持不變．請完成下列相關門題：
（1）該實驗的原理是

 

．
（2）請在圖中補畫一根導線，使得測定小燈飽電功率的電路充整，耍求滑片P向右移動時，小燈泡變暗．

（3）連好電路后，再閉合開關前，應先將滑片P移至

 

端（填“a”或“b”）．
（4）他通過調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，測出了三組實驗數(shù)據(jù)如表所示：

實驗次數(shù)	1	2	3
U/V	2.0	2.5	2.8
I/A	0.30	0.36	0.38

該小燈泡的額定功率為

 

W．利用所測數(shù)據(jù)也能計算出燈泡正常發(fā)光時燈絲的電阻為

 

Ω（該空保留整數(shù)）．經(jīng)過計算發(fā)現(xiàn)小燈泡亮度不同時，不但電功率不同，并且電阻也不同，你認為造成電阻不同的原因

 

．
（5）小明小組用如圖所示的電路，其中（為電阻箱，電阻箱是一種可以調(diào)節(jié)電阻大小并且能夠顯示出電阻阻值的變阻器），對額定電流為0.1A的小燈飽正常發(fā)光時的電功率進行了側定．請你寫出實驗步驟及表達式．
實驗步驟：

 

．

Answer 1

分析：（1）伏安法測燈泡電功率的原理：P=UI；
（2）要求滑片P向右移動時，小燈泡變暗，即使整個電路中的電流變小，故此時電路中的電阻要變大；
（3）連接電路時，閉合開關前，滑動變阻器的滑片應移至阻值最大處；
（4）根據(jù)表中數(shù)據(jù)得出燈泡兩端電壓為2.5V時對應的電流，然后根據(jù)P=UI求出小燈泡的額定功率，再利用R=

U

I

求出燈泡正常發(fā)光時的電阻；燈絲的電阻隨溫度的升高而增大；
（5）根據(jù)測量小燈泡額定功率的原理和開關的組合、歐姆定律的應用求出燈泡正常發(fā)光時的電阻，然后根據(jù)P=I²R表示出燈泡的電功率．

解答：解：（1）測量小燈泡功率的實驗原理：P=UI；
（2）滑動變阻器的上面接線已經(jīng)接入電路，根據(jù)變阻器的工作原理，要想滑片右移時阻值變大，導線必須連在左下端，實物電路連接如圖所示：

（3）連好電路后，閉合開關前，為防止電路中電流過大燒毀元件，變阻器的阻值應在最大值處，故滑片P應劃至b端；
（4）根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，當燈泡兩端電壓為2.5V時，通過燈泡的電流為0.36A，則燈泡的額定功率P=UI=2.5V×0.36A=0.9W；
∵I=

U

R

∴燈泡正常發(fā)光是的電阻：R=

U

I

=

2.5V

0.36A

≈7Ω；
因為燈絲的電阻隨溫度的升高而增大，所以小燈泡亮度不同時，不但電功率不同，電阻也不同；
（5））①只閉合S₁，移動變阻器滑片，使電流表示數(shù)為0.1A；
②斷開S₁，閉合S₂，滑片不動，調(diào)節(jié)電阻箱，當電流表示數(shù)為0.1A時，讀出電阻箱連入電路中的電阻為R₀；
③表達式：P=UI=I²R=（0.1A）²R₀
故答案為：（1）P=UI；（3）b；（4）0.9；7；燈絲的電阻隨溫度的升高而增大；
①只閉合S₁，移動變阻器滑片，使電流表示數(shù)為0.1A；
②斷開S₁，閉合S₂，滑片不動，調(diào)節(jié)電阻箱，當電流表示數(shù)為0.1A時，讀出電阻箱連入電路中的電阻為R₀；
③表達式：P=（0.1A）²R₀．

點評：本題考查實物電路的連接、滑動變阻器的使用、歐姆定律和電功率計算公式的應用以及燈絲電阻與溫度的關系等；本題的重點是會根據(jù)等效替代法和電功率的原理設計實驗步驟．