Question

1．伏安法“测小灯泡电功率”和“测小灯泡电阻”的实验有很多相同点，如图1所示是小明连接的不完整实验电路（小灯泡标有“2.5V”字样），请你帮助他完成以下实验．

（1）请用笔划线代替导线将电路连接完整（连线不能交叉）；
（2）排除故障后，调节滑动变阻器，使电压表示数为2.5V时，电流表示数如图2所示，则小灯泡的额定功率为0.6W．
（3）同样的方法测小灯泡的电阻，此时（同上）小灯泡的电阻为10.4Ω（保留一位小数），测量发现小灯泡两端电压越高，小灯泡的电阻越大，原因是灯丝的电阻随温度的升高而增大，灯泡两端的电压越高，其实际功率越大，灯丝的温度越高．
（4）现有规格为“20Ω 1A”和“50Ω  0.5A”的滑动变阻器各1个，实验中应选择规格为“50Ω0.5A”的滑动变阻器，实验中滑动变阻器除了保护电路外，还可以调节灯泡两端的电压．

Answer 1

分析 （1）将电压表与灯泡并联，根据额定电压确定电压表的量程；
（2）由图2读出电流表的示数，根据P=UI计算出额定带功率的值；
（3）由R=$\frac{U}{I}$计算出灯泡的电阻；
灯丝的电阻与温度有关，灯丝的电阻随温度的升高而增大；
（4）根据灯泡的额定电压和电流，根据欧姆定律计算出所需滑动变阻器的阻值，从而选择合适规格的滑动变阻器．

解答 解：将电压表与灯泡并联，灯泡的额定电压为2.5V，所以电压表应选择0～3V的量程，如图所示：

（2）由图2知，电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，示数为0.24A；
则P=UI=2.5V×0.24A=0.6W；
（3）R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.5V}{0.24A}$≈10.4Ω；
灯丝的电阻随温度的升高而增大，由于灯泡两端的电压越高，其实际功率越大，灯丝的温度越高，所以灯泡的电阻越大；
（4）灯泡正常发光时，所需滑动变阻器的阻值：R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{12V-2.5V}{0.24A}$≈39.6Ω＞20Ω，所以实验中应选择规格为“50Ω  0.5A”的滑动变阻器；
实验中滑动变阻器除了保护电路外，还可以调节灯泡两端的电压．
故答案为：（1）见上图；（2）0.6；（3）10.4；灯丝的电阻随温度的升高而增大，灯泡两端的电压越高，其实际功率越大，灯丝的温度越高；（4）50Ω  0.5A；调节灯泡两端的电压．调节灯泡两端的电压

点评 此题是用伏安法测灯泡的电阻和电功率的实验，考查了电压表的连接，电流表的读数及电阻和电功率的计算，还考查了灯丝电阻与温度的关系及欧姆定律在串联中的应用．