Question

【題目】物理興趣小組設計出測定室溫環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，內阻很大；

F．電壓表V2量程200mV，內阻很大；

G．開關和若干導線。

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據如下表所示：

序號	測量數據		計算數據
	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據R0與P對應的坐標點，并結合坐標紙上已標出的坐標點畫出R0隨P變化的圖線___________________。

（4）根據繪制的圖線求出室溫環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）由表中所給數據可知，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