Question

【題目】某校物理社團(tuán)的學(xué)生做“測量小燈泡的電功率”和“探究電流與電壓關(guān)系”的實驗，電源兩端電壓恒定，小燈泡的額定電壓為2.5V，設(shè)計的電路如圖甲所示，操作如下：

(1)按圖甲連接電路，正確操作并記錄兩電表示數(shù)，繪制如圖乙所示的U-I圖像，則小燈泡的額定功率為________W。實驗中，當(dāng)電流表示數(shù)為I0（I0＜0.30A）時，小燈泡的電功率為P1；

(2)斷開開關(guān)，用定值電阻替換小燈泡，正確操作測出多組數(shù)據(jù)，記錄在下圖表格中。分析表格中的數(shù)據(jù)可知：當(dāng)電阻一定時，通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端電壓成_____。實驗中當(dāng)電流表示數(shù)仍為I0時，定值電阻的電功率為P2，則P1、P2的大小關(guān)系為P1___P2；

(3)若把小燈泡和定值電阻串聯(lián)后直接接到此電源兩端，電路的總功率為________W。

探究電流與電壓關(guān)系的實驗數(shù)據(jù)表

次數(shù)	1	2	3	4
電壓U/V	0.9	1.5	2.5	3.0
電流I/A	0.18	0.30	0.50	0.60

Answer 1

【答案】1 正比 小于 1.8

【解析】

(1)[1]從圖乙可以看到，當(dāng)電壓表的示數(shù)是2.5V時，電流表的示數(shù)是0.4A，則小燈泡的額定功率為

小燈泡的額定功率為1W。

(2)[2]從表中數(shù)據(jù)可以看到，隨著電壓值的增大，電流值也在增大，電壓與電流的比值是一個固定值，可知道當(dāng)電阻一定時，通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端電壓成正比。

[3]根據(jù)表中數(shù)據(jù)，再根據(jù)歐姆定律的變換式可知

因為P1、P2的變化關(guān)系是單調(diào)的，所以可以用特殊值法判斷其大小關(guān)系，假設(shè)，從圖乙可以看到，燈的電壓，那么小燈泡的電功率

這時定值電阻的電功率

可知P1、P2的大小關(guān)系。

(3)[4]設(shè)變阻器的最大電阻是，由題意可知，當(dāng)電流時，電流值最小，電路中的電阻最大，根據(jù)歐姆定律和串聯(lián)電路的電壓規(guī)律可知

由題意，再根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，當(dāng)時，電流最小，電路中的電阻最大，這時電壓表的示數(shù)，根據(jù)歐姆定律和串聯(lián)電路的電壓規(guī)律可知

由以上兩式解得；

若把小燈泡和定值電阻串聯(lián)后直接接到此電源兩端，根據(jù)串聯(lián)電路電流處處相等可知，當(dāng)電路的電流是0.4A時，燈的電壓是2.5V，定值電阻的電壓是

這種情況下符合題意，電壓之和等于電源電壓大小，所以若把小燈泡和定值電阻串聯(lián)后直接接到此電源兩端，電路的總功率

電路的總功率為1.8W。