Question

用伏安法測額定電壓為2.5V小燈泡的額定功率．若實驗器材改為如下：一個標準電阻箱（電路圖符號）、一個開關、干電池（電源電壓約6V）、導線和一個電壓表．
（1）請用以上器材設計一個測量燈泡的額定電功率的實驗電路圖．
（2）寫出簡單的步驟（包括所測物理量）和表達式
（3）根據以上實驗寫出該小燈泡的正常電阻的表達式

2.5V×

R

U

（4）小明想利用以上的器材，設計一個實驗證明：“當通過電阻的電流保持不變時，電阻兩端的電壓與該電阻的阻值成正比”．
小明設計了如圖所示的實驗電路圖．他的方法是：用R₁=5Ω的電阻作為電路保護電阻（以免不小心將電阻箱的阻值調至零時，電源被短路），改變電阻箱的阻值，記下每次對應的電壓表示數．小明發現，電阻兩端的電壓與該電阻的阻值并不成正比．請你對小明的實驗方法做出評價：

小明的方法行不通，因為沒有控制電流不變

．

Answer 1

分析：用伏安法來測量功率，利用串聯電路中電流處處相等的特點，讓燈與電阻箱串聯，先調節滑動變阻器的阻值使燈的電壓為2.5V，讀出電阻箱的阻值；再用電壓表測出此時電阻箱兩端的電壓，由歐姆定律計算出電路中的電流，利用P=UI和所測物理量表示出燈的額定功率；利用R=

U

I

和已知的、測量的物理量表示出燈泡正常發光時的電阻；
當用該電路探究“當通過電阻的電流保持不變時，電阻兩端的電壓與該電阻的阻值成正比”，無法控制電路中電流不變；

解答：解：（1）利用伏安法測量燈的功率．用導線把燈、電阻箱、開關、電源串聯，電壓表與燈并聯．如圖：
（2）步驟：①連接電路，調節電阻箱使電壓表示數為2.5V，讀出電阻箱的示數R；②再把電壓表接在虛線的位置上讀出此時電阻箱兩端的電壓U．則燈泡的額定功率的表達式：P=2.5V×

U

R

；
（3）燈泡正常發光時的電阻R=

U

I

=2.5V×

R

U

；
（4）小明的方法行不通，因為沒有控制電流不變．
故答案為（3）2.5V×

R

U

；（4）小明的方法行不通，因為沒有控制電流不變．

點評：本題考查了串聯電路的電流特點及伏安法測量燈的額定功率．注意要調節滑動變阻器使燈的電壓為2.5V后，再去測量電阻箱兩端的電壓，才能求得燈的額定功率．