Question

在“探究小灯泡在不同电压下工作时的电功率是否相同”的实验中，实验室提供了如下器材：电源电压U恒为8V，滑动变阻器规格为“20Ω 2A”，小灯泡的额定电压U_额＝2.5V，额定功率小于1.2W，两个阻值分别为10Ω、20Ω的定值电阻R₀可供选择。

（1）为使小灯泡两端电压有一较大的调节范围，小聪设计了如图甲所示的电路，请用笔画线代替导线，完成图乙中实物电路的连接。

（__________）

（2）正确连接电路后，进行实验，记录的数据如表所示。当电压表示数为2.5V时，电流表示数如图丙所示，小灯泡的额定功率为_____W。

实验次数	1	2	3	4	5
电压/V	1.0	1.5	2.0	2.5	3.0
电流/A	0.24	0.32	0.38		0.44
电功率/W

（3）分析表中数据可得出结论：小灯泡工作时，消耗的电功率随电压的增大而_____。根据数据还可判断出，小聪在实验中选用的是R₀＝________Ω的定值电阻。

（4）完成实验后，爱动脑筋的小聪又想出一种测量小灯泡额定功率的方法，设计了如图丁所示的电路，所用电压表量程为“0～15V”，请将以下实验步骤补充完整。

①检查电路无误后，闭合开关S，将开关S₁拨至“1”，调节滑动变阻器滑片直至电压表示数为_____V；

②滑片不动，再将开关S₁，拨至“2”，读出电压表示数为U₀；

③小灯泡的额定功率：P_额＝_________。（用U_额、U₀、R₀表示）

Answer

1.05 增大 10 5.5 U额·

【解析】

(1)[1]小灯泡的额定电流约为：

I==0.48A＜0.6A，

所以，电流表选择0-0.6A的量程；灯泡、R0及滑动变阻器串联，故将电流表的“0.6”接线柱与电源的“+”极连接，小灯泡的左接线柱与R0的左接线柱连接，如图所示：

(2)[2]由图丙可知，电流表选择0-0.6A的量程，分度值为0.02A，示数为0.42A，则小灯泡的额定功率：

P额=U额I额=2.5V×0.42A=1.05W；

(3)[3]由表中数据可知，随着灯泡两端电压的增大，电流也增大，根据P=UI可知，小灯泡消耗的电功率增大，即小灯泡工作时，消耗的电功率随电压的增大而增大；

[4]由表中数据可知，第5次实验电流最大，此时电路总电阻最小，第5次实验时电路总电阻：

R总=≈18.2Ω＜20Ω，

因

R总=RL+R0+R滑，

已知定值电阻R0的阻值为10Ω或20Ω，在实验中选用的是R0=10Ω；

(4)①[5]要测量小灯泡的额定功率，需使小灯泡两端的电压等于其额定电压；闭合开关S，将开关S1拨至“1”，小灯泡、R0和滑动变阻器串联，电压表测R0和滑动变阻器两端的电压，调节滑动变阻器的滑片，灯泡正常发光时，电压表的示数：

UV=U-U额=8V-2.5V=5.5V；

②滑片不动，再将开关S1拨至“2”，电压表测R0两端的电压U0，此时电路中的电流即为小灯泡的额定电流：

I额=，

③[6]小灯泡的额定功率：

P额=U额I额=U额·。