试题

小东同学利用如图甲所示的电路图，测量了小灯泡的电阻和电功率．他选用了下列器材：额定电压为2.5V的小灯泡、电压表（量程有“0～3V”和“0～15V”）、电流表（量程有“0～0.6A”和“0～3A”）、滑动变阻器（规格分别为甲“10Ω  1A”、乙“20Ω  0.5A”、丙“50Ω  0.2A”）、开关、电压4.5V的电源和若干条导线．

次数	U/V	I/A
1	1.5	0.17
2		0.18
3	2.5	0.2
4	3.0	0.23

（1）根据电路图和器材的规格，请用笔画线代替导线，完成图乙中实验电路的连接．
（2）小东同学实验记录的数据如右表所示．其中第2次实验的电压表示数如图丙所示，则灯泡两端的电压是V．
（3）小东在得到了第1次实验数据后，应向（根据图甲回答，选填“左”或“右”）移动滑片才能得到第2、3、4次的实验数据．
（4）分析实验数据知：小灯泡的额定功率是W，正常发光时的电阻是Ω；他发现，同一个灯泡计算出的四组电阻值差异较大，其原因是灯丝的电阻随升高而增大．
（5）在实验过程中他还发现，第4次灯泡最亮，第3次比第2次亮，第1次最暗，则说明灯泡的实际功率越（选填“大”或“小”），灯泡越亮．
（6）从实验数据来看，小东所选的滑动变阻器应当是（选填“甲”、“乙”或“丙”）．

解：（1）灯泡的额定电压为2.5V，所以电压表的量程为0～3V，且与灯泡并联；滑动变阻器按一上一下的原则串联在电路中，如下图所示：

（2）由图丙可知，电压表的量程为0～3V，分度值为0.1V，示数为1.8V；
（3）由表格数据可知，从第一次到第4次的过程中，电路中的电流变大，根据欧姆定律可知电路中的电阻变小，即滑动变阻器接入电路中的电阻变小，故滑片向左移动；
（4）由表格数据可知，U=2.5V时，电流I=0.2A，
灯泡的额定功率P=UI=2.5V×0.2A=0.5W，
根据欧姆定律可得，灯泡的电阻R=

U

I

=

2.5V

0.2A

=12.5Ω，
实验过程中，灯丝的长度、横截面积、材料都不变，当电压增大时，灯泡的实际功率变大，灯丝的温度升高，电阻是变大，故得到灯丝的电阻随温度的升高而增大；
（5）根据P=UI可知，从第一次数据到第四次数据中，电流和电压都增大，实际功率增大，灯泡变亮，故可得结论：灯泡的实际功率越大，灯泡越亮；
（6）由表格数据可知，
当电压表的示数为3.0V时，电流表的示数为0.23A，可知丙滑动变阻器不可选；
当滑动变阻器两端的电压为U₁=1.5V时，电路中的电流I₁=0.17A，
滑动变阻器接入电路的阻值：
R_滑=

U滑

I1

=

U-U1

I1

=

4.5V-1.5V

0.17A

≈17.6Ω＞10Ω，
故滑动变阻器的规格为乙．
故答案为：
（1）如上图所示；
（2）1.8；
（3）左；
（4）0.5；12.5；温度；
（5）大；
（6）乙．