Question

【题目】物理兴趣小组设计出测定室温环境下小灯泡灯丝电阻R0的实验，由于小灯泡通电后的热效应，其室温下的电阻不能直接测量，所以，测量方案利用小功率下的灯丝电阻与电功率的关系外推到零功率的情况下获得。

备选器材：

A．待测小灯泡L；

B．恒压电源E输出电压1V；

C．定值电阻R2=20Ω；

D．滑动变阻器R1阻值范围0~10Ω；

E．电压表V1量程150mV，内阻很大；

F．电压表V2量程200mV，内阻很大；

G．开关和若干导线。

实验步骤：

①连接好线路，滑动变阻器R1的滑片滑至a端

②检查无误后，闭合开关S

③记录灯泡L的电压U1，与R2的电压U2

④计算灯泡L的电阻R0，和它的功率P

（1）请将原理图中虚线框部分的实验电路补充完整（请用直尺作图）____________。

（2）该实验中的灯丝电阻R0计算式R0=____，灯丝电功率P计算式P=____。（用U1、U2、R2表示）

（3）实验中测量和计算的数据如下表所示：

序号	测量数据		计算数据
	灯丝电压 U1（mV）	R2电压 U2（mV）	灯丝电流 （mA）	灯丝电阻 R0（Ω）	灯丝电功率 P（mW）
1	21.0	40.0	2.00	10.50	0.042
2	31.7	60.0	3.00	10.57	0.095
3	42.8	79.9	4.00	10.71	0.171
4	54.4	100.1	5.01	10.87	0.272
5	66.3	119.6	5.98	11.08	0.396
6	79.4	140.4	7.02	11.31	0.557
7	92.9	160.4	8.02	11.59	0.745

请在下图中标出表格中第五组计算数据R0与P对应的坐标点，并结合坐标纸上已标出的坐标点画出R0随P变化的图线___________________。

（4）根据绘制的图线求出室温环境下小灯泡灯丝电阻R0的阻值为____________Ω。

Answer 1

【答案】 见解析 见解析 10.45-10.48均可

【解析】

（1）由表中所给数据可知，灯丝的电阻约为10Ω，且定值电阻的阻值为20Ω，滑动变阻器的最大阻值只有10Ω，所以可以判断出本实验采用的是分压式电路，因此电路连接如下图所示，

（2）根据部分电路欧姆定律可知，，

（3）描点作图，拟合后图像如下图所示

（4）室温下的灯泡灯丝电阻等于灯丝功率为0时的电阻，所以根据拟合后的图像的纵轴截距即可得出室温下的灯丝电阻，所以可得室温下灯丝电阻为10.45Ω-10.48Ω