Question

3．在測(cè)量小燈泡的電功率后，同學(xué)們進(jìn)一步思考：在電流一定時(shí)，小燈泡的功率跟電阻有什么關(guān)系呢？實(shí)驗(yàn)小組利用如圖甲所示電路，選用三個(gè)額定電流在0.3A左右的小燈泡L₁、L₂、L₃進(jìn)行探究．

次數(shù)	燈泡	I/A	U/V	R/Ω	P/W
1	L1	0.2
2	L2		1.6	8	0.32
3	L3		2.4	12	0.48

（1）他將燈L₁接入圖甲電路，請(qǐng)你用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線，將實(shí)物電路連接完整．
（2）閉合開(kāi)關(guān)，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片P時(shí)發(fā)現(xiàn)燈不亮，電流表沒(méi)有示數(shù)，電壓表有明顯的示數(shù)，則發(fā)生故障的原因可能是燈泡斷路了；
（3）排除故障，檢查電路無(wú)誤后，閉合開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片P，使電流表示數(shù)為0.2A，此時(shí)電壓表示數(shù)如圖乙所示，為0.8V，則燈L₁的電阻是4Ω，實(shí)際功率是0.16W；
（4）一位同學(xué)在上述實(shí)驗(yàn)電路中直接拆下燈L₁改換成燈L₂，此時(shí)觀察到電流表示數(shù)變小，為保持電流表示數(shù)為0.2A，應(yīng)將滑動(dòng)變阻器滑片P向B（選填“A”或“B”）端移動(dòng)，該同學(xué)直接拆接存在操作錯(cuò)誤，正確的操作是：拆接電路時(shí)開(kāi)關(guān)必須斷開(kāi)，滑動(dòng)變阻器調(diào)到最大值．
（5）分別正確換接燈L₂、L₃做實(shí)驗(yàn)，保持電流表示數(shù)為0.2A，分別測(cè)出等L₂、L₃，兩端電壓．計(jì)算出燈L₂、L₃的電阻和實(shí)際功率，并將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄在表中，分析表中數(shù)據(jù)得出結(jié)論：電流一定時(shí)，小燈泡的實(shí)際功率跟電阻成正比的關(guān)系．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)小燈泡額定電流確定電流表的量程，將電流表串聯(lián)在電路中；
（2）電流表沒(méi)有示數(shù)，說(shuō)明電路斷路或電路的總阻很大；電壓表有明顯的示數(shù)，說(shuō)明電壓表與電源連通，據(jù)此判斷故障；
（3）根據(jù)電壓表的小量程讀數(shù)，根據(jù)R=$\frac{U}{I}$求燈的電阻，根據(jù)P=UI求燈的實(shí)際功率；
（4）根據(jù)歐姆定律確定滑片移動(dòng)的方向；拆接電路時(shí)開(kāi)關(guān)必須斷開(kāi)，滑動(dòng)變阻器阻值調(diào)到最大值；
（5）縱向比較表中數(shù)據(jù)，得出結(jié)論．

解答 解：（1）因三個(gè)小燈泡額定電流在0.3A左右，所以電流表選用小量程，如下圖 所示：

（2）移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片P時(shí)發(fā)現(xiàn)燈不亮，電流表沒(méi)有示數(shù)，說(shuō)明電路斷路或電路的總阻很大；電壓表有明顯的示數(shù)，說(shuō)明電壓表與電源連通，所以故障的原因可能是燈泡斷路了；
（3）電壓表小量程為0.1V，示數(shù)為0.8V，燈的電阻R=$\frac{U}{I}=\frac{0.8V}{0.2A}$=4Ω，燈的實(shí)際功率P=UI=0.8V×0.2A=0.16W；
（4）電流表示數(shù)變小，要保持電流大小不變，根據(jù)歐姆定律，要減小電路中的總電阻，所以應(yīng)減小滑變阻器連入電路中的電阻，所以，滑片向B端移動(dòng)；
該同學(xué)直接拆接存在操作錯(cuò)誤，正確的操作是：拆接電路時(shí)開(kāi)關(guān)必須斷開(kāi)，滑動(dòng)變阻器阻值調(diào)到最大值；
（5）縱向比較表中數(shù)據(jù)，可得出，在電流不變的情況下，電阻是原來(lái)的幾倍，電功率變?yōu)樵瓉?lái)的幾倍，即電流一定時(shí)，小燈泡的實(shí)際功率跟電阻成正比的關(guān)系．
故答案為：（1）如上圖所示；
（2）小燈泡斷路；
（3）0.8；4；0.16；
（4）B；斷開(kāi)；
（5）正比．

點(diǎn)評(píng) 本題探究“在電流一定時(shí)，小燈泡的功率跟電阻之間的關(guān)系”，考查電路的連接、故障的分析、電阻和電功率的計(jì)算及處理數(shù)據(jù)、歸納結(jié)論的能力．