Question

9．利用如圖甲所示的裝置講行電學(xué)實(shí)驗(yàn)的復(fù)習(xí)，電源為2節(jié)新干電池，小燈泡的額定電壓為2.5V，利用滑動變阻器來改變電源的輸出電壓．
（1）若利用該電路進(jìn)行“比較小燈泡的亮度”實(shí)驗(yàn)，請你用筆劃線代替導(dǎo)線，完成電路的連接．
（2）電路連接完整后開始實(shí)驗(yàn)，當(dāng)向左端移動變阻器的滑片P時，電流表的示數(shù)將變大．
（3）某小組同學(xué)利用所給的器材又“研究了小燈泡的電阻”實(shí)驗(yàn)，測得如下表的數(shù)據(jù)：

燈泡兩端電壓/V	0.5	1.5	2.5
燈泡中的電流/A	0.1	0.2	0.3

請通過分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出結(jié)論．
（4）另一小組將小燈泡換成一個定值電阻，又探究了“電流與電壓的關(guān)系”．請你畫出記錄、分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、得出結(jié)論的表格．

Answer 1

分析 （1）將電壓表與燈泡并聯(lián)，根據(jù)電源電壓確定電壓表的量程；電流表與燈泡串聯(lián)，可選用小量程；
（2）當(dāng)向左端移動變阻器的滑片P時，滑動變阻器接入電路的阻值減小，根據(jù)串聯(lián)電路電阻特點(diǎn)和歐姆定律可判斷電路中電流的變化；
（3）知道三次實(shí)驗(yàn)燈泡兩端的電壓和通過燈泡的電流，根據(jù)歐姆定律的變形公式求出燈泡的電阻，進(jìn)而得出結(jié)論；
（4）根據(jù)電流與電壓的關(guān)系實(shí)驗(yàn)中要測量的物理量即可設(shè)計實(shí)驗(yàn)表格．

解答 解：（1）由兩節(jié)干電池串聯(lián)而成的電源電壓U=2×1.5V=3V，所以電壓表可選擇0～3V的量程，且電壓表與小燈泡并聯(lián)，
電流表與燈泡串聯(lián)，根據(jù)題意可知，電流表可選擇0～0.6A的量程，如圖所示：

（2）由圖可知，當(dāng)向左端移動變阻器的滑片P時，滑動變阻器接入電路的阻值減小，電路的總電阻減小，所以電路中的電流將變大，即電流表的示數(shù)將變大．
（3）由表格數(shù)據(jù)可知，當(dāng)燈泡兩端的電壓U₁=0.5V，燈泡中的電流I₁=0.1A，
由歐姆定律可得，第1次測量時小燈泡的電阻：
R₁=$\frac{{U}_{1}}{{I}_{1}}$=$\frac{0.5V}{0.1A}$=5Ω；
同理，后2次測量時小燈泡的電阻分別為：
R₂=$\frac{{U}_{2}}{{I}_{2}}$=$\frac{1.5V}{0.2A}$=7.5Ω；R₃=$\frac{{U}_{3}}{{I}_{3}}$=$\frac{2.5V}{0.3A}$≈8.3Ω．
通過計算和表格數(shù)據(jù)可知，隨著燈泡兩端電壓的升高，通過燈泡的電流隨之變大，燈泡的實(shí)際功率變大，亮度增大，溫度升高，燈泡電阻增大，故可得出結(jié)論：小燈泡的電阻隨溫度的升高而增大．
（4）將小燈泡換成一個定值電阻，將滑動變阻器滑片從一端調(diào)節(jié)到另一端，并得到多組電流、電壓值，如下表格：

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	1	2	3	4	5
電壓U/V
電流I/A
實(shí)驗(yàn)結(jié)論

故答案為：（1）見上圖；（2）變大；（3）小燈泡的電阻隨溫度的升高而增大；（4）見上面表格．

點(diǎn)評 本題是一道實(shí)驗(yàn)綜合題，主要考查了電路的連接、滑動變阻器的使用、小燈泡的電阻與溫度的關(guān)系及電流與電壓的關(guān)系實(shí)驗(yàn)記錄表格的設(shè)計等知識，綜合性較強(qiáng)，有一定的難度．