Question

某校兴趣小组的同学利用图（甲）所示电路进行两项实验研究：第一、测定某电阻的阻值；第二、研究灯泡灯丝

某校兴趣小组的同学利用图（甲）所示电路进行两项实验研究：第一、测定某电阻的阻值；第二、研究灯泡灯丝的电阻随电压的变化规律． 次数物理量 1 2 3 U/V 2.0 4.0 5.0 I/A 0.20 0.39 0.51（1）首先，他们只闭合S1，断开S2，调节滑动变阻器，观察电压表和电流表的读数，得到表中三组数据．请你根据表中的数据，帮他们计算电阻R的阻值（计算结果保留1为小数）．（2）然后，他们断开开关S1，闭合开关S2，调节滑动变阻器，记录电压表和电流表的示数，根据记录结果将数据绘制成电流和电压的关系图象（乙）．根据图象，他们发现灯泡电阻是随电压变化而变化的．请你计算，当电压表示数为2.5V保持不变时，在50s时间内，灯泡L消耗了多少电能？（3）最后，他们同时闭合S1和S2，调节滑动变阻器，使灯泡L的功率为0.1W时，R的功率是多大？

Answer 1

（1）由表格数据和I=

U

R

可知，电阻R的阻值分别为：
R₁=

U1

I1

=

2V

0.2A

=10Ω；
R₂=

U2

I2

=

4V

0.39A

≈10.3Ω；
R₃=

U3

I3

=

5V

0.51A

≈9.8Ω
所以电阻的阻值为：R=

R1+R2+R3

3

=

10Ω+10.3Ω+9.8Ω

3

≈10.0Ω；
（2）当电压表示数为2.5V时，对应电流I=0.4A，则灯泡L消耗电能W=UIt=2.5V×0.4A×50s=50J．
（3）根据公式P=UI可知，当灯泡L的功率为0.1W时，从图象上可以看出，灯泡两端的电压为0.5V，通过的电流为0.2A，
所以R的功率P=

U2

R

=

(0.5V)2

10Ω

=0.025W．
答：（1）电阻R的阻值为10.0Ω；
（2）灯泡L消耗的电能为50J；
（3）R的功率是0.025W．