Question

為了測定額定電壓為2.5V的小燈泡的功率，現(xiàn)提供如下器材：電壓表（量程有“0～3V”和“0～15V”），電流表（量程有“0～0.6A”和“0～3A”），滑動變阻器（規(guī)格分別為“10Ω lA”、“20Ω 2A”、“50Ω 1.5A”），開關(guān)，學生電源和若干條導線．
小明連接完電路后閉合開關(guān)，把滑動變阻器的滑片從一端移到另一端的過程中，測得了如下表所示的六組數(shù)據(jù)．若燈泡電阻和電源電壓在實驗過程中不變，請你根據(jù)這些數(shù)據(jù)，解答下列問題：

實驗次數(shù)	1	2	3	4	5	6
電壓表示數(shù)	3.0	2.8	2.5	2.0	1.8	1.5
電流表示數(shù)I/A	0.10	0.12	0.15	0.20	0.22	0.25

（1）在導體電阻一定時，導體中的電流應隨導體兩端電壓的增大而增大，可實驗中電壓表的示數(shù)越大，電流表的示數(shù)卻越小，其原因可能是：______．
（2）該實驗中所用電源電壓是______ V，燈泡的電阻是______Ω．
（3）該燈泡的額定功率應當是______ W．
（4）從實驗數(shù)據(jù)來看，小明所選的滑動變阻器的規(guī)格應當是______．

Answer 1

【答案】分析：（1）伏安法測燈泡電阻的實驗中，如果電壓表并聯(lián)在燈泡兩端，滑動變阻器阻值減小時，總電阻減小，電流增大，燈泡電壓增大，電流表示數(shù)和電壓表示數(shù)都增大．如果電壓表并聯(lián)在滑動變阻器兩端，滑動變阻器阻值減小時，總電阻減小，電流增大，燈泡電壓增大，滑動變阻器電壓減小，電流表示數(shù)增大，電壓表示數(shù)減�。�
（2）任取表格中兩組電壓表和電流表的示數(shù)，根據(jù)歐姆定律和串聯(lián)電路的電壓特點分別表示出電源的電壓，聯(lián)立方程即可求出電源的電壓和燈泡的電阻．
（3）根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點求出燈泡正常工作時滑動變阻器兩端的電壓，由表格得出此時電路中的電流即為燈泡的額定電流，根據(jù)P=UI求出燈泡的額定功率．
（4）有表格中數(shù)據(jù)可知，當電壓的示數(shù)即滑動變阻器兩端的電壓為3V時，通過的電流為0.1A，根據(jù)歐姆定律求出此時滑動變阻器接入電路的電阻，即可判斷其規(guī)格．
解答：解：（1）移動滑動變阻器滑片，電路電流增大，燈泡電壓增大，電源電壓不變，滑動變阻器電壓減小，測量過程中電壓表和電流表的示數(shù)變化相反，原因為電壓表并聯(lián)在滑動變阻器兩端．
（2）當電壓表的示數(shù)為U₁=3V時，電路中的電流I₁=0.1A，則電源的電壓U=U₁+I₁R_L=3V+0.1A×R_L，
當電壓表的示數(shù)為U₂=2.8V時，電路中的電流I₂=0.12A，則電源的電壓U=U₂+I₂R_L=2.8V+0.12A×R_L，
聯(lián)立等式可得：U=4V，R_L=10Ω．
（3）燈泡正常工作時，滑動變阻器兩端的電壓U_滑=U-U_L額=4V-2.5V=1.5V，
有表格可知，燈泡的額定電流I_L額=0.25A，
燈泡的額定功率P_L額=U_L額I_L額=2.5V×0.25A=0.625W．
（4）由表格數(shù)據(jù)可知，當滑動變阻器兩端的電壓為U₁=3V時，電路中的電流I₁=0.1A，
滑動變阻器接入電路的阻值R_滑===30Ω＞10Ω，
故滑動變阻器的規(guī)格為50Ω 1.5A．
故答案為：（1）電壓表并聯(lián)在滑動變阻器兩端了；（2）4；10；（3）0、625；（4）50Ω  1.5A．
點評：本題學生一般容易出錯，電源的電壓和滑動變阻器規(guī)格的確定都是個難點，在類似的實驗題目中，不直接告訴我們選擇的量程，要根據(jù)相關(guān)的參數(shù)進行計算分析，考查了學生知識的綜合運用和分析的能力．