Question

小红小组要测定额定电压为2.5V的小灯泡的电阻．现有如下器材：电流表一只（量程0～0.6A和0～3A）；电压表

小红小组要测定额定电压为2.5V的小灯泡的电阻．现有如下器材：电流表一只（量程0～0.6A和0～3A）；电压表一只（量程为0～3V和0～15V）；滑动变阻器两只（“5Ω 1A”、“20Ω 2A”）开关一个；干电池若干节；导线若干．（1）根据你的估算和实验经验，滑动变阻器应选用______只，实验更便于完成．（2）小红小组用2节干电池（已使用）正确连接电路后，无论怎样调节滑动变阻器，小灯泡两端的电压都达不到2.5V，她们应该______．（3）小红小组实验记录和计算如下表： 电压U/V 1.5 2.0 2.5 3.0 电流I/A 0.24 0.28 0.32 0.34 功率P/W 0.36 0.56 灯泡发光情况 灯丝暗红 微弱发光 正常发光 发光很亮①小灯泡的额定功率是______W；②根据她们观察的现象和记录的实验数据，你可以得出的结论是（请说出两点）：______，______；③请在坐标图中画出小灯泡的电压和电流关系的图象；④在正常发光下，小灯泡的电阻是______Ω；⑤根据画出的图象，你得出的结论是：______．（4）当小红小组将小灯泡两端的电压调到3V正在记录实验数据时，小灯泡突然熄灭，仔细观察小灯泡钨丝被烧断，这时她们进一步观察到的实验现象是：电流表的示数______；电压表的示数______．（5）小红小组在评价交流时，发现有的组的同学将电压表连接成如图所示电路，则这种连接测量出的电阻值比实际电阻值偏______，其原因是______．

Answer 1

（1）灯泡额定电压为2.5V，一般选择2节干电池串联，电源电压为3V，灯泡的电阻大约为10Ω，
所以与灯泡串联的滑动变阻器电压为：
U₁=U-U_L=3V-2.5V=0.5V．
灯泡电流：
I=

UL

RL

=

2.5V

10Ω

=0.25A，
所以滑动变阻器电阻：
R₁=

U1

I

=

0.5V

0.25A

=2Ω，
电路电流约为0.25A，电路需要滑动变阻器电阻为2Ω，
选择“5Ω  1A”的滑动变阻器，既能满足实验要求，又能准确测量电压和电流．
（2）已经使用的干电池，内阻增大，向外供电电压减小，两节干电池电压小于3V，要使灯泡获得2.5V电压，要增大电压，换新电池．
（3）①灯泡额定功率为：
P_L=U_LI_L=2.5V×0.32A=0.8W（填入表格）．
②灯泡在3V电压时，实际功率为：
P′=U′I′=3.0V×0.34A=1.02W（填入表格）．

电压U/V	1.5	2.0	2.5	3.0
电流I/A	0.24	0.28	0.32	0.34
功率P/W	0.36	0.56	0.8	1.02
灯泡发光情况	灯丝暗红	微弱发光	正常发光	发光很亮

由表格数据及现象得：灯泡电压增大，电流增大；灯泡电压增大，实际功率增大；灯泡实际功率增大，亮度增加．
③在图象上描出（0.24，1.5）（0.28，2.0）（0.32，2.5）（0.34，3.0）各点，用光滑的曲线连接各点．如图．

④小灯泡正常发光时的电阻：
R_L=

UL

IL

=

2.5V

0.32A

=7.8Ω．
⑤如图，灯泡电压增大，电流增大，电压增大值更大一些，

U

I

的值更大，
所以，灯泡电压增大，电流增大，灯丝电阻也在增大．
（4）灯泡熄灭，灯丝烧断，电路断路，电流表串联在电路中无示数，所以电流表示数减小为0，
灯丝烧断后，电压表串联在电路中，电压表测电源电压，所以电压表的示数增大至等于电源电压．
（5）图中电流表测灯泡的实际电流，电压表测电流表和灯泡的总电压，测量值大于灯泡的实际电压，根据R=

U

I

求得电阻偏大．
故答案为：（1）“5Ω 1A”；（2）换新电池；
（3）①0.8；②灯泡电压增大，实际功率增大；灯泡实际功率增大，灯泡亮度增加；（答案不唯一）③如上图；④7.8；⑤随电压和电流的增大，灯泡灯丝的电阻也在增大；
（4）减小至零；增大至等于电源电压；
（5）大；由于电流表的分压作用，使电压表测出的电压比灯泡两端的实际电压大，计算出的电阻也偏大．