Question

小明利用如圖所示的電路測出額定電壓為4V某燈泡的額定功率．已知電源電壓恒為12V，R為電阻箱，電流表示數(shù)隨電阻箱阻值變化的幾組值，如下表．

I/A	0.9	0.8	0.5	0.36	0.28	0.22
R/	8	10	20	30	40	50

（1）當(dāng)電流為0.5A時，電阻箱兩端的電壓是

10

V，此時，該燈泡的電阻為

4

Ω．
（2）根據(jù)表中數(shù)據(jù)，可求出小燈泡的額定功率為

3.2

W．
（3）小明的同學(xué)發(fā)現(xiàn)小明記錄的數(shù)據(jù)中有一個電流值有錯誤，這個錯誤數(shù)據(jù)是

0.22

A．
（4）你認(rèn)為利用圖示器材進(jìn)行下列實驗，其中無法完成的是

C

A．測量小燈泡正常工作時的電阻         B．探究小燈泡的亮度與燈泡功率的關(guān)系
C．探究導(dǎo)體中的電流與電壓的關(guān)系     D．探究串聯(lián)電路中電流的特點．

Answer 1

分析：（1）由實驗數(shù)據(jù)知，當(dāng)電流為0.50A時，電阻箱接入電路的電阻，利用U=IR得到電阻箱兩端電壓；已知電源電壓和電阻箱兩端電壓，可以得到燈泡兩端電壓；已知燈泡兩端電壓和通過的電流，應(yīng)用歐姆定律求出燈泡電阻．
（2）燈泡正常發(fā)光時，兩端電壓為額定電壓，已知電源電壓和燈泡兩端電壓，可以得到電阻箱兩端電壓；利用電阻箱兩端電壓確定表格中電流和電阻的對應(yīng)關(guān)系；已知電路電流和燈泡額定電壓，利用P=UI得出額定功率．
（3）確定錯誤的電流值，應(yīng)該利用公式I=

U

R

，從電壓或電阻兩方面分析，已知電源電壓不變，所以電流錯誤從電阻角度考慮．
（4）明確每一個實驗的原理和基本實驗過程，就能確定正確的選項．

解答：解：（1）由實驗數(shù)據(jù)知，當(dāng)電路電流為I=0.5A時，電阻箱接入電路的電阻為R=20Ω，
∵I=

U

R

，
∴電阻箱兩端電壓為U_R=IR=0.5A×20Ω=10V；
燈泡兩端電壓為U_L=U-U_R=12V-10V=2V，
∵I=

U

R

，
∴燈泡的電阻為R_L=

UL

I

=

2V

0.5A

=4Ω；
（2）燈泡正常發(fā)光時，電阻箱兩端電壓為U′_R=U-U_額=12V-4V=8V，
∵I=

U

R

，
∴U=IR，即8V=IR，由表中數(shù)據(jù)可知，
當(dāng)電路電流為0.8A，電阻箱接入電路的阻值為8Ω時，電阻箱兩端電壓為8V，
即燈泡正常發(fā)光時電路電流為0.8A，
燈泡的額定功率為P_額=U_額I_額=0.8A×4V=3.2W；
（3）由表中數(shù)據(jù)可知，當(dāng)電路電流I=0.22A時，
電阻箱接入電路的阻值為50Ω，
∵I=

U

R

，
∴電阻箱兩端電壓為U_R″=I″R″=0.22A×50Ω=11V；
燈泡兩端電壓為U_L″=U-U_R″=12V-11V=1V，
∵I=

U

R

，
∴此時燈泡的電阻為R_L″=

UL″

I″

=

1V

0.22A

≈4.5Ω，
由上面的計算知，在電流為0.5A時，燈泡電阻為4Ω，由于燈絲電阻隨溫度的升高而增大，
隨電路電流的減小而減小，倒數(shù)第一組數(shù)據(jù)中，燈泡電阻應(yīng)該小于4Ω，根據(jù)表中數(shù)據(jù)求出燈泡電阻為4.5Ω，則電流值0.22A是錯誤的．
（4）A、由（2）可知，利用圖示實驗器材可以求出燈泡額定功率，也可以測量小燈泡正常工作時的電阻；
B、燈泡亮度決定于實際功率，改變電阻箱接入電路的電阻，燈泡兩端電壓發(fā)生改變，亮度相應(yīng)改變，所以此實驗可完成；
C、探究電流與電壓的關(guān)系，需要保持電阻一定，而燈泡電阻隨電流大小發(fā)生改變，所以此實驗無法完成；
D、在現(xiàn)有器材中，只要改變電流表的位置，就能探究串聯(lián)電路電流的特點，所以此實驗可完成．不能完成的實驗是C．
故答案為：（1）10；4；（2）3.2；（3）0.22；（4）C．

點評：本題考查了求燈泡電阻、燈泡額定功率、實驗數(shù)據(jù)分析等問題，根據(jù)表中實驗數(shù)據(jù)、應(yīng)用串聯(lián)電路特點、歐姆定律、電功率公式即可正確解題；燈泡電阻隨溫度的升高而變大，能夠考慮到電阻與溫度的關(guān)系，是第三小題突破的關(guān)鍵．