Question

在“測量小燈泡功率”的實驗中，小明選用小燈泡的額定電壓為2.5V．
（1）圖甲是小明未連接完的電路，請你幫助小明將未連接的兩條導線連好，并使滑動變阻器的滑片向右移動時電阻變小，要求導線不許交叉．

（2）連好電路，閉合開關，電路中使用滑動變阻器的目的是

保護電路，改變燈泡兩端電壓

    小明調節滑動變阻器使電壓表示數為

2.5

V時，小燈泡正常發光，此時電流表示數如圖乙所示，則通過小燈泡的電流為

0.3

A，小燈泡的額定功率為

0.75

W．細心的同學觀察表中的數據發現，雖然是同一燈泡，但燈泡中的電流與其兩端的電壓并不成正比，請你分析其原因是

燈泡電阻隨溫度變化變化而變化

．
（3）同組的小白把小燈泡換成一個阻值未知的電阻R_X，摘下電壓表（如圖丙所示），根據滑動變阻器的最大電阻R₀測出了R_X的阻值．請你寫出小白的主要實驗步驟和R_X的表達式．
實驗步驟：①

把滑片移到a端，閉合開關，讀出電流表示數I₁

．②

把滑片移到b端，讀出電流表示數I₂

．
表達式=

I1R0

I2-I1

（用物理量的符號表示）．

Answer 1

分析：（1）根據燈泡額定電壓確定電壓表量程，滑動變阻器、燈泡串聯接入電路，電壓表與燈泡并聯．
（2）滑動變阻器可以保護電路，改變燈泡兩端的電壓；當燈泡電壓等于額定電壓時，燈泡正常發光；
由圖乙所示電流表確定電流表量程與分度值，讀出電流表示數，然后由電功率公式P=UI求出燈泡額定功率；
燈泡電阻受溫度影響，燈泡電阻隨燈泡電壓變化而變化．
（3）把滑片移到a端，測出電路電流，把滑片移到b端，再測出電流，然后由串聯電路特點及歐姆定律列方程，
最后解方程，求出待測電阻表達式．

解答：解：（1）小燈泡的額定電壓為2.5V，電壓表選0～3V量程，滑片向右移動時電阻變小，滑動變阻器用右半部分電阻線，應接右下接線柱，滑動變阻器、燈泡串聯接入電路，電壓表與燈泡并聯，電路圖如圖所示．
（2）滑動變阻器一方面可以保護電路．另一方面可以改變燈泡兩端的電壓，當電壓表示數等于燈泡額定電壓2.5V時，燈泡正常發光；由圖乙所示電流表可知，電流表量程是0～0.6A，分度值是0.02A，電流表示數是0.3A，燈泡額定功率P=UI=2.5V×0.3A=0.75W；因為燈泡電阻隨溫度的變化而變化，所以燈泡中的電流與其兩端的電壓并不成正比．
（3）實驗步驟①把滑片移到a端，閉合開關，讀出電流表示數I₁；②把滑片移到b端，讀出電流表示數I₂．
求電阻：設電源電壓為U，∵I=

U

R

，
∴由電路圖可知，電源電壓U=I₁（R₀+R_X）…①，U=I₂R_X …②，
由①②解得：R_X=

I1R0

I2-I1

．
故答案為：（1）電路圖如圖所示；
（2）保護電路，改變燈泡兩端電壓；2.5；0.3；0.75；燈泡電阻隨溫度變化變化而變化；
（3）①把滑片移到a端，閉合開關，讀出電流表示數I₁；②把滑片移到b端，讀出電流表示數I₂；

I1R0

I2-I1

．

點評：本題考查了連接電路圖、滑動變阻器的作用、電流表讀數、求功率、設計實驗步驟、求電阻等問題，連接電路圖時，要注意按要求連接滑動變阻器，應掌握滑動變阻器的在電路中的作用，最后一問是本題的難點．