Question

2012年實驗加試中，有一道小燈的亮暗程度與什么因素有關的練習題．小雷于是找來額定電流小于0.6A，額定電壓是2.5V的燈泡，先后接在電源電壓恒為4.5V的電路中，按照如圖甲所示的電路開始探究．
（1）在連接電路時開關應______，滑動變阻器的滑片應放在______（選填“A”或“B”）端．
（2）請你用筆畫線代替導線，根據甲圖所示的電路圖，將圖乙所示實物圖連接完整．
（3）小雷連接電路后閉合開關，燈泡幾乎不發光，移動滑片P也不能改變燈的亮度．原因是他把滑動變阻器的______、______．（選填“A、B”或“C、D”）接線柱接入了電路．
（4）小雷排除故障后，按圖乙所示的電路繼續進行實驗．
①閉合開關后移動滑片，使燈泡發光，測出燈泡的相關物理量，記錄和計算結果如下表：

次數	電壓/V	______	實際功率/W	電阻/Ω
1	1.6	0.20	0.32	8.00
2	2.5	0.24	0.60	10.42
3	2.8	0.26	0.73	10.77

②請將設計表格時遺漏的物理量和單位填入表格的空格處．
（5）小雷注意到燈泡的亮度變化是：第二次比第一次亮，第三次比第二次更亮，結合表中數據得出的結論是：它的實際功率越______，小燈泡越亮．
（6）小雷在實驗結束后與同學們討論：
①有同學認為“用上表中燈泡的3次電阻的平均值代表它的電阻更準確，這種說法錯誤的原因是小雷忽略了______對小燈泡電阻的影響．
②有同學用這些實驗器材來研究導體中的電流與電壓的關系，你認為還需要如何調整？

Answer 1

【答案】分析：（1）連接電路時，為保護電路，開關應斷開；滑動變阻器接入電路的阻值應為滑動變阻器的最大阻值．
（2）根據燈泡的額定電流確定電流表的量程，然后滑動變阻器一上一下的連接方法將滑動變阻器與電流表串聯即可．
（3）燈泡幾乎不發光，說明電路是通路，但是電流太小，并且移動串聯在電路中的滑動變阻器的滑片，燈泡亮度不變，說明電路中的電阻太大，滑動變阻器又不起作用，是滑動變阻器把下面兩個接線柱接入電路了．
（4）根據功率的計算公式P=UI可知表中缺少的物理量．
（5）燈泡的實際功率決定了燈泡的明暗程度．
（6）隨燈泡電壓增大，燈泡的實際功率增大，燈的溫度升高，電阻變大，燈泡電阻受溫度的影響；把燈泡換成定值電阻后，移動滑片位置，可測出定值電阻兩端的電壓與流過電阻的電流，可以研究導體中的電流與電壓的關系．
解答：解：（1）連接電路時，開關應處于斷開狀態；由實物電路圖知，滑動變阻器滑片在B端時，滑動變阻器接入電路的阻值最大，所以閉合開關前滑動變阻器的滑片應處在B端．
（2）因為燈泡的額定電流小于0.6A，所以電流表選擇0～0.6A；又因為滑動變阻器已經將下面接線柱接入電路，因此將D或C與電流表0.6的接線柱相連；如圖所示：
（3）閉合開關，燈幾乎不發光→電路電流太小→電路電阻太大，并且移動滑動變阻器滑片，燈泡亮度不改變，滑動變阻器都接下面A、B兩個接線柱．
（4）從表中數據可知，實際功率等于表中前兩項之積，由P=UI可知，第二項數據為通過燈泡的電流/A．
（5）從表中實際功率一欄可知，實際功率越來越大，因此實際功率越大，燈泡越亮．
（6））①有同學認為“用上表中燈L₁的3次電阻的平均值代表它的電阻更準確．”這種說法錯誤的原因是忽略了溫度對小燈電阻的影響．
②把燈泡換成定值電阻，移動滑片位置，可測出定值電阻兩端的電壓與流過電阻的電流，可以研究導體中的電流與電壓的關系．
故答案為：（1）斷開；B；（3）A；B（4）②電流/A；（5）大；（6）①溫度；②把燈泡換成定值電阻．
點評：本題容量很大，涉及到很多知識點，由電路圖連接實物圖，電流表量程的選擇，連接方式，滑動變阻器接線柱的選擇，電路故障的判斷，電功率的計算公式等，綜合性較強；要注意“研究導體中的電流與電壓的關系”時需控制電阻的阻值不變．