为了研究小灯泡在不同电压下工作时（实际电压不允许超过额定电压的五分之一），消耗的电功率是否相同，某同学选取一个额定电压为2.5V的小灯泡．（1）请你帮他设计电路，并在答题卡

Question

为了研究小灯泡在不同电压下工作时（实际电压不允许超过额定电压的五分之一），消耗的电功率是否相同，某同学选取一个额定电压为2.5V的小灯泡．

（1）请你帮他设计电路，并在答题卡的指定位置画出电路图；
（2）他还准备了：蓄电池（6V），电流表（0～0.6A  0～3A）、电压表（0～3V  0～15V）、滑动变阻器R₁（10Ω   0.6A）、滑动变阻器R₂（50Ω   0.6A）、开关、导线若干．为了完成实验，应选择滑动变阻器___接入电路，电压表选用___量程；
（3）由实验测得，通过小灯泡的电流随电压变化的关系图线如图所示．由图可知，小灯泡正常发光时，通过灯丝的电流是___A，此时消耗的电功率为___W；
（4）通过数据分析可以得出：___．

Answer 1

（1）研究小灯泡在不同电压下工作时（实际电压不允许超过额定电压的五分之一），消耗的电功率是否相同，故应用电压表测量出灯电压，用电流表测出此时灯的电流，根据P=UI求灯的实际功率，为得出普遍性的规律，要多次测量，故要将滑动变阻器串联在电路中，如下所示：

（2）（3）灯在额定电压下灯正常发光，由通过小灯泡的电流随电压变化的关系图线可知，小灯泡正常发光时，通过灯丝的电流是0.2A，此时消耗的电功率为：
P=U_LI=2.5V×0.2A=0.5W；
灯正常发光时的电阻：
R=(U)/(I)=(2.5V)/(0.2A)=12.5Ω，灯正常发光时变阻器分得的电压：
U_滑=U-U_L=6V-2.5V=3.5V，变阻器分得的电压是灯的电压的(3.5V)/(2.5V)=1.4倍，根据分压原理，变阻器连入电路 中的电阻为：
R_滑=1.4×12.5Ω=17.5Ω>10Ω，故选用（50Ω 0.6A）滑动变阻器R₂；
因灯的额定电压为2.5V，又实际电压不允许超过额定电压的五分之一，即(1)/(5)×2.5V=0.5V，故灯的实际电压不超过3V，故电压表选用0～3V量程；
（4）由图中数据可知，灯的电压为U₁=1.5V时，通过的电流为I₁=0.15A，灯的实际功率：
P₁=U₁I₁=1.5V×0.15A=0.225W；
同理，当灯的电压为3V时，通过的电流约为0.22A，灯的实际功率为0.66W，
小灯泡正常发光时，通过灯丝的电流是0.2A，此时消耗的电功率为P=U_LI=2.5V×0.2A=0.5W；
所以，小灯泡在不同电压下的功率不同．
故答案为：（1）如上所示；（2）R₂；0-3V；（3）0.2；0.5；（4）小灯泡在不同电压下的功率不同．