探究灯泡电阻变化规律_实验设计-查字典物理网

明明同学在学习了欧姆定律后，参加了测小灯泡的电阻的实验活动。在实验前明明心想：电阻是导体本身的一种性质，与导体两端的电压和导体中的电流没有关系。那么小灯泡在使用的过程中它的电阻会不会变化呢？

提出问题：小灯泡的电阻会随电压的变化而变化吗？

猜想假设：灯泡是利用电流的热效应原理工作的，当加在灯泡两端的电压不同时，其单位时间放出的热量也不同，导致灯泡的灯丝在不同电压下的温度也不同。由于导体的电阻还跟温度有关，因此在不同电压下小灯泡的电阻值可能不相等。

设计实验：

1．实验方法：用电压表、电流表测电阻（即伏安法测电阻）

2．实验原理公式： R=

3．实验器材：学生电源、小灯泡（2．5V）、电流表、电压表、开关、滑动变阻器、导线若干。

4．电路图：如图所示进行实验：

（1）按电路图1连接电路，连接电路时开关应该处于断开状态，滑动变阻器的滑片应放在最大电阻值的位置。电压表和电流表的正、负接线柱要连接正确。

（2）检查电路连接无误后，闭合开关；调节滑动变阻器的滑片，改变小灯泡两端的电压，使电压表的示数分别为0.5V、1.0V、1.5V、2.0V、2.5V，同时观察电流表的示数和灯泡的亮度；将五组电压值和电流值以及灯泡亮度的对应值填入实验表格中。

（3）根据五组测量数据，计算出不同电压下小灯泡的电阻值。

（4）断开开关，整理实验器材。

实验数据如下表：

实验次序	U/V	I/A	灯泡的亮度	R=/
（1）	0.5	0.18	不亮	2.8
（2）	1.0	0.22	微亮	4.5
（3）	1.5	0.26	暗	5.8
（4）	2.0	0.30	较暗	6.7
（5）	2.5	0.32	正常发光	7.8

评估交流：灯泡两端电压的变化使小灯泡亮度发生了变化，也使灯泡温度发生了变化，同时对小灯泡的电阻产生了影响。

整理和分析实验数据，可以总结出在不同电压下小灯泡的发光情况和电阻的特点。

（1）当小灯泡两端的电压越大，灯泡发光越亮；

（2）当小灯泡两端的电压越大，灯泡的电阻值越大。

（3）小灯泡发光越亮，灯泡的温度越高。

结论：加在小灯泡两端的电压越大，灯泡的电阻也就越大，这是由于灯泡灯丝电阻值随温度升高而增大所导致的。由此可知，金属导体的电阻随温度的升高而增大。

那么小灯泡的电阻能不能用求平均值的方法进行计算呢？显然这是不合适的。因为灯丝在不同电压下温度相差较大，灯丝的电阻受温度的影响不能忽略，所以实验测得的电阻是由于灯丝在不同温度下的电阻，实验误差不是主要原因，因此不能取平均值作为小灯泡的电阻。而对于所测得的电阻，也要说明在什么条件下小灯泡的电阻是多少才更为确切。

实验拓展：生活中我们常见到这样的现象，在开灯的一瞬间白炽灯往往会“闪”。这是因为灯丝的电阻和温度有关系。长时间不开灯，灯丝的温度低电阻很小，突然开灯时，由于灯丝的电阻小，通过的电流就会很大，就把灯丝烧断了。

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