Question

【題目】物理興趣小組設計出測定室溫環(huán)境下小燈泡燈絲電阻R0的實驗，由于小燈泡通電后的熱效應，其室溫下的電阻不能直接測量，所以，測量方案利用小功率下的燈絲電阻與電功率的關(guān)系外推到零功率的情況下獲得。

備選器材：

A．待測小燈泡L；

B．恒壓電源E輸出電壓1V；

C．定值電阻R2=20Ω；

D．滑動變阻器R1阻值范圍0~10Ω；

E．電壓表V1量程150mV，內(nèi)阻很大；

F．電壓表V2量程200mV，內(nèi)阻很大；

G．開關(guān)和若干導線。

實驗步驟：

①連接好線路，滑動變阻器R1的滑片滑至a端

②檢查無誤后，閉合開關(guān)S

③記錄燈泡L的電壓U1，與R2的電壓U2

④計算燈泡L的電阻R0，和它的功率P

（1）請將原理圖中虛線框部分的實驗電路補充完整（請用直尺作圖）____________。

（2）該實驗中的燈絲電阻R0計算式R0=____，燈絲電功率P計算式P=____。（用U1、U2、R2表示）

（3）實驗中測量和計算的數(shù)據(jù)如下表所示：

序號	測量數(shù)據(jù)		計算數(shù)據(jù)
	燈絲電壓 U1（mV）	R2電壓 U2（mV）	燈絲電流 （mA）	燈絲電阻 R0（Ω）	燈絲電功率 P（mW）
1	21.0	40.0	2.00	10.50	0.042
2	31.7	60.0	3.00	10.57	0.095
3	42.8	79.9	4.00	10.71	0.171
4	54.4	100.1	5.01	10.87	0.272
5	66.3	119.6	5.98	11.08	0.396
6	79.4	140.4	7.02	11.31	0.557
7	92.9	160.4	8.02	11.59	0.745

請在下圖中標出表格中第五組計算數(shù)據(jù)R0與P對應的坐標點，并結(jié)合坐標紙上已標出的坐標點畫出R0隨P變化的圖線___________________。

（4）根據(jù)繪制的圖線求出室溫環(huán)境下小燈泡燈絲電阻R0的阻值為____________Ω。

Answer 1

【答案】 見解析 見解析 10.45-10.48均可

【解析】

（1）由表中所給數(shù)據(jù)可知，燈絲的電阻約為10Ω，且定值電阻的阻值為20Ω，滑動變阻器的最大阻值只有10Ω，所以可以判斷出本實驗采用的是分壓式電路，因此電路連接如下圖所示，

（2）根據(jù)部分電路歐姆定律可知，，

（3）描點作圖，擬合后圖像如下圖所示

（4）室溫下的燈泡燈絲電阻等于燈絲功率為0時的電阻，所以根據(jù)擬合后的圖像的縱軸截距即可得出室溫下的燈絲電阻，所以可得室溫下燈絲電阻為10.45Ω-10.48Ω