Question

【題目】在“測(cè)小燈泡電功率”的實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)室有以下器材：電源（電壓恒為4.5V）、標(biāo)有2.5V的小燈泡、電流表、電壓表、滑動(dòng)變阻器“20Ω1A”、開(kāi)關(guān)各一個(gè)，定值電阻三個(gè)（10Ω、20Ω、30Ω）、導(dǎo)線(xiàn)若干。

（1）請(qǐng)用筆畫(huà)線(xiàn)代替導(dǎo)線(xiàn)，將圖甲中電路連接完整。要求：滑動(dòng)變阻器滑片向左移動(dòng)時(shí)小燈泡亮度變亮。 __

（2）電路連接好后，閉合開(kāi)關(guān)，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，并將其中三次數(shù)據(jù)記錄在表格中，根據(jù)數(shù)據(jù)求出小燈泡的額定功率為_______W。

（3）上述實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，小華同學(xué)想進(jìn)一步“探究電流與電阻的關(guān)系”，他將小燈泡取下后，按圖乙電路在R的位置依次換成已有的定值電阻（10Ω、20Ω、30Ω）先后接入電路，為保證每次都能將接入的定值電阻兩端電壓調(diào)為2.5V，應(yīng)在電路中再串聯(lián)一個(gè)阻值范圍為_______Ω至_______Ω的電阻Rˊ。

Answer 1

【答案】 0.6 4 8

【解析】

（1）連接電路時(shí)，要求滑動(dòng)變阻器滑片向左移動(dòng)時(shí)小燈泡亮度變亮，即電流變大電阻變小，則滑動(dòng)變阻器左下接線(xiàn)柱與燈泡連接，連圖如下：

（2）當(dāng)小燈泡兩端電壓為額定電壓2.5V時(shí)，小燈泡的電功率為額定功率，由表可知，此時(shí)通過(guò)燈泡的電流I=0.24A，則小燈泡的額定功率P=UI=2.5V×0.24A=0.6W；

（3）為保證每次都能將接入的定值電阻兩端電壓調(diào)為2.5V，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，滑動(dòng)變阻器分得的電壓為：UR=4.5V﹣2.5V=2V，則變阻器分得的電壓為定值電阻電壓的倍：

當(dāng)接入30Ω的電阻時(shí)，根據(jù)串聯(lián)分壓原理，滑動(dòng)變阻器連入電路中的電阻R滑1=0.8×30Ω=24Ω，而變阻器的最大電阻為20Ω，將滑動(dòng)變阻器與R′視為一個(gè)整體，故R′的最小值

R′小=R滑1﹣R滑=24Ω﹣20Ω=4Ω；

當(dāng)接入10Ω的定值電阻時(shí)，同理，滑動(dòng)變阻器連入電路中的電阻R滑2=0.8×10Ω=8Ω，將變阻器與R′視為一個(gè)整體，當(dāng)變阻器連入電路中的電阻為0時(shí)，R′=8Ω即可；

故為保證每次都能將接入的定值電阻兩端電壓調(diào)為2.5V，應(yīng)在電路中再串聯(lián)一個(gè)阻值范圍為4Ω至8Ω的電阻R’。