Question

5．同學們在做“測定小燈泡電功率”的實驗時，老師提供了電壓為6V且保持不變的電源、額定電壓為2.5V（額定電壓下的電阻約8Ω）的小燈泡，不同規格的滑動變阻器等器材，請你幫他完成下列內容：

實驗次數	電壓表示數/V	電流表示數/A	小燈泡的亮暗程度
1	1	0.2	較暗
2	2.5		正常發光
3	3	0.32	較亮

（1）小明按照如圖所示的電路圖連接好實物電路后進行實驗，某一時刻燈泡兩端的電壓為2V，若使燈泡兩端電壓達到額定電壓2.5V，小明應將滑片P向b（選填“a”或“b”）移動．
（2）①小亮同學測得的實驗數據記錄在上方的表格中，小亮手邊有“1.5A   50Ω”和“2.0A   10Ω”兩種規格的滑動變阻器，實驗中他選用的滑動變阻器規格為：1.5A 50Ω；
②小亮由于粗心大意，沒有記錄燈泡正常發光時電流表的示數，于是他根據第一次實驗數據計算出燈泡電阻是5Ω，再根據額定電壓2.5V，通過公式算出額定功率是1.25W．但實際測量出燈泡的額定功率應小于（選填“大于”或“小于”）1.25W．

Answer 1

分析 （1）要使燈泡兩端的電壓由2V變為2.5V，應使電路中的電流變大，根據歐姆定律可知應減小電路中的電阻，減小滑動變阻器接入電路中的電阻；
（2）①由表中數據可知，電路中較小的電流和此時燈泡兩端的電壓，根據串聯電路的電壓特點求出滑動變阻器兩端的電壓，利用歐姆定律求出滑動變阻器接入電路中的阻值，即可選取滑動變阻器的規格；
②由表格數據可知，隨著燈泡兩端電壓的增大，通過燈泡的電流也增大，燈泡的實際功率增大，燈絲的溫度升高；由于燈絲的電阻隨溫度的升高而增大，根據P=$\frac{{U}^{2}}{R}$判斷實際測量出燈泡的額定功率和1.25W之間的關系．

解答 解：
（1）由題可知，應使燈泡兩端的電壓由2V增大為2.5V，根據歐姆定律，應增大電路中的電流，減小電路中的電阻，即減小滑動變阻器接入電路中的電阻，由電路圖可知，滑片P應向b端移動；
（2）①由表格數據可知，當燈泡兩端的電壓為1V時，電路中的電流為0.2A，
根據串聯電路的電壓特點可知，滑動變阻器兩端的電壓U_滑=U-U_L=6V-1V=5V，
根據歐姆定律可得，滑動變阻器接入電路中的電阻：R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{5V}{0.2A}$=25Ω＞10Ω，
所以他選用的滑動變阻器規格為“1.5A   50Ω”；
②由題知，根據第一次實驗數據計算出燈泡電阻是5Ω，通過公式算出額定功率是1.25W；
由表格數據可知，隨著燈泡兩端電壓的增大，通過燈泡的電流也增大，燈泡的實際功率增大，燈絲的溫度升高；
因為燈絲的電阻隨溫度的升高而增大，所以燈泡兩端的電壓為2.5V時，燈絲的電阻大于5Ω，
根據P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，實際測量出燈泡的額定功率應小于1.25W．
故答案為：（1）b；（2）①1.5A  50Ω；②小于．

點評 本題是測定小燈泡電功率的實驗，考查了滑動變阻器的正確使用、串聯電路的特點、歐姆定律、電功率公式的應用，關鍵是知道燈絲電阻隨溫度的變化關系．