Question

小明按照如圖所示的電路圖連接好電路，測量一只額定電壓為2.5V的泡的電功率，部分實驗數(shù)據(jù)和現(xiàn)象如下表．

實驗次數(shù)	電壓表示數(shù)/V	電流表示數(shù)/A	燈泡亮度
1	1	0.2	較暗
2	2.5		正常發(fā)光
3	6	0	不發(fā)光

（1）分析表中實驗數(shù)據(jù)可知，所用電源電壓約為

 

V．
（2）若小明手邊有“1.5A 50Ω”和“2.0A 20Ω”兩種規(guī)格的滑動變阻器，“0～3V”和“0～15V”兩個量程的電壓表，上面實驗中他選用的滑動變阻器規(guī)格為

 

；選用的電壓表量程為

 

．
（3）由于小明粗心大意，沒有記錄燈泡正常發(fā)光時電流表的示數(shù)，于是他根據(jù)第一次實驗數(shù)據(jù)計算出燈泡電阻
R=

U1

I1

=

1V

0.2A

=5Ω，再計算出燈泡兩端電壓為2.5V時的功率P=

U22

R

=

(2.5V)2

5Ω

=1.25W．則燈泡的額定功率

 

（選填“＞”、“=”、“＜”）1.25W．

Answer 1

分析：（1）第一次實驗燈泡較暗，電流表有示數(shù)，但是太小，電路電流小，電路總電阻太大，滑動變阻器連入電路的阻值太大，要使燈泡發(fā)光，增大電路電流，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，減小滑動變阻器連入電路的電阻，
當滑動變阻器連入電路的電阻減小到一定值時，電路電流增大，燈泡電壓增大，超過燈泡的額定電壓，燒斷燈絲，電壓表串聯(lián)在電路中，電壓表測電源電壓．
（2）根據(jù)第一次實驗時，U₁=1V，I₁=0.2A，再根據(jù)串聯(lián)電路的電壓規(guī)律可求得滑動變阻器兩端的電壓U_R=U-U₁，再利用R=

U

I

可求得此時滑動變阻器的阻值，然后即可做出選擇．由電源電壓可確定電壓表的量程．
（3）因為燈泡電壓增大，燈泡亮度增大，燈絲溫度升高，燈絲電阻隨電壓的增大而增大．
正常發(fā)光時的電阻大于第一次實驗時的燈絲電阻，即：R＞5Ω．
根據(jù)P=

U2

R

計算的額定功率偏大．

解答：解：（1）第一次實驗燈泡較暗，是因為滑動變阻器連入電路電阻較大，使電路總電阻較大，電路電流很小，不能使燈泡發(fā)光．這時調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片，減小電路總電阻，增大電路電流，使燈泡發(fā)光．
當電路電流增大到一定程度，燈泡電壓增大，超過燈泡的額定電壓時，燈泡的燈絲被燒斷，電壓表串聯(lián)在電路中測電源電壓，所以電源電壓為6V
故答案為：6．
（2）由表中數(shù)據(jù)可知，第一次實驗時，U₁=1V，I₁=0.2A，滑動變阻器兩端的電壓U_R=U-U₁=6V-1V=5V．
此時滑動變阻器的阻值R=

UR

I

=

5V

0.2A

=25Ω，顯然“2.0A 20Ω”規(guī)格的滑動變阻器不可以，所以他選用的滑動變阻器規(guī)格為1.5A 50Ω；
由電源電壓示數(shù)為6V可知，所選用的電壓表量程為0～15V．
故答案為：1.5A 50Ω；0～15V．
（3）第一次實驗數(shù)據(jù)計算出燈泡電阻R=

U1

I1

=

1V

0.2A

=5Ω，燈，泡兩端電壓增大，燈絲溫度升高，燈絲電阻增大，
此時R＞5Ω，再計算出燈泡兩端電壓為2.5V時的功率P=

U22

R

=

(2.5V)2

5Ω

=1.25W，此時計算的額定功率偏大，
所以燈泡的額定功率小于1.25W．
故答案為：＜．

點評：本題從給定的表格中分析電路正確連接后，燈泡不發(fā)光的原因；燈絲燒斷，判斷電源電壓；燈絲電阻與溫度的關(guān)系；正確計算額定功率的方法；已知條件都包含在表格中，需要學生從表格中搜尋信息，這是關(guān)鍵．本題形式新穎，有一定難度，屬于難題．