Question

利用电池组、电流表、电压表、滑动变阻器、开关和导线，既可测导体的电阻也可测小灯泡的额定功率，并且两个实验都要记录三组电压和电流值．
（1）请画出实验的电路图；
（2）“测导体电阻”实验记录三组电压、电流读数目的是

多次测量求平均值减小误差

；“测小灯泡功率”实验记录三组电压、电流读数的目的是

得到不同电压下小灯泡功率

．

（3）在“测小灯泡额定功率”实验中，提供的电源为3V的学生电源，滑动变阻器标有“5Ω 3A”的字样，所用灯泡额定电压为“2.0V”、“2.5V”和“3.8V”中的一个，估计小灯泡的额定功率不超过1W．某同学连好电路，闭合开关后，移动滑动变阻器，发现滑片在中点时，小灯正常发光，此时电流表示数如图所示I=

0.22

A．请你估算小灯的额定电压U_额=

2.5

V，额定功率P_额=

0.55

W．

Answer 1

分析：（1）测电阻（灯泡的功率）需要测量电阻（灯泡）的电压和电流．
电压表与电阻（灯泡）并联测电压，电流表与电阻（灯泡）串联测电流．
滑动变阻器串联在电路中起保护作用和改变电压和电流的作用．
开关串联在电路中控制电路．
根据各元件的连接方式，画出电路图．
（2）测导体电阻的实验，多次测量求电阻平均值减小误差．
测灯泡功率的实验，多次测量得到灯泡不同电压下的功率．
（3）知道灯泡的最大功率和灯泡的最小电压，根据I=

P

U

，求出灯泡的最大电流，确定电流表的量程，读出电流表的示数．
根据U=IR，求出滑动变阻器电压，根据串联电路电压特点，求出灯泡电压大约值，确定使用的灯泡．
知道灯泡的额定电压和额定电流，根据P=UI计算灯泡的额定功率．

解答：解：（1）电压表与电阻（灯泡）并联测电压，电流表与电阻（灯泡）串联测电流，滑动变阻器串联在电路中保护电路和改变电阻（灯泡）的电压和电流，完成多次实验，开关串联在电路中，如图．
 
（2）定值电阻阻值不变，测导体电阻的实验中，记录三组电压和电流数据，多次测量求平均值来减小误差．
测灯泡功率的实验中，记录三组电压和电流数据，得到不同电压下的灯泡的功率，发现灯泡亮度与功率的关系，功率与电压的关系．
（3）灯泡最大电流为：I=

P

U

=

1W

2.2V

=0.45A＜0.6A，电流表选择0～0.6A量程，电流表示数为0.22A．
滑动变阻器电压为：U'=I'R'=0.22A×2.5Ω=0.55V．
灯泡电压为：U_L=U_总-U'=3V-0.55V=2.45V≈2.5V．
所以，实验时使用额定电压约“2.5V”的灯泡．
所以，灯泡的额定功率：P_L=U_LI'=2.5V×0.22A=0.55W．
故答案为：（1）如图；（2）多次测量求平均值减小误差；得到不同电压下小灯泡功率；（3）0.22；2.5；0.55．

点评：（1）电学实验中，伏安法测电阻，伏安法测功率，探究电流跟电压和电阻的关系，这三个实验的电路图大致相同，三者放在一起对比理解，便于记忆．
（2）电流表的量程根据额定电压和电阻或额定电压和额定功率来确定．