Question

8．小雷想知道小燈的亮暗程度與什么因素有關(guān)．于是找來額定電流均小于0.6A，額定電壓是2.5V的燈L₁和額定電壓是3.8V的燈L₂，先后接在電源電壓恒為6V的電路中，按照如圖甲所示的電路開始探究．

（1）請你用筆畫線代替導(dǎo)線，根據(jù)如圖甲所示的電路圖，將如圖乙所示實物圖連接完整．（要求滑片向右移動時燈泡變亮）在連接之前，開關(guān)應(yīng)斷開．
（2）若小雷連接電路后閉合開關(guān)，燈L₁幾乎不發(fā)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AB．（選填“A、B”或“C、D”）接線柱接入了電路．
（3）小雷排除故障后，按圖所示的電路繼續(xù)進(jìn)行實驗：
①閉合開關(guān)，滑片P向A（選填“A”或“B”）端移動，使燈L₁發(fā)光，測出燈L₁的相關(guān)物理量，記錄和計算結(jié)果如表：

次數(shù)	電壓U/V		實際功率P/W	電阻R/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請將記錄數(shù)據(jù)時遺漏的物理量和單位填入表格的空格處．
（4）小雷注意到燈L₁的亮度變化是：第二次比第一次亮，第三次比第二次更亮．結(jié)合表中數(shù)據(jù)得出的結(jié)論是小燈泡越亮，它的實際功率越大，L₁的額定功率為0.60W．
（5）用L₂替換L₁重復(fù)上面的實驗時，需要改變電壓表的量程，發(fā)現(xiàn)燈L₂的亮度變化規(guī)律與燈L₁相似．
（6）小雷在實驗結(jié)束后與同學(xué)們討論：
①有同學(xué)認(rèn)為“用表中燈L₁的3次電阻的平均值代表它的電阻更準(zhǔn)確”．這種說法錯誤的原因是小雷忽略了溫度對小燈電阻的影響．
②有同學(xué)認(rèn)為“把燈L₁換成定值電阻，該實驗可以用來研究導(dǎo)體中的電流與電壓的關(guān)系”．你認(rèn)為這種說法是正確的（選填“正確”或“錯誤”）．

Answer 1

分析 （1）電壓表與燈泡并聯(lián)，電流表選0～0.6A的量程且串聯(lián)在電路中，注意正負(fù)接線柱的連接；滑動變阻器按一上一下的原則串聯(lián)在電路中，根據(jù)滑動變阻器的分壓作用分析接線柱的接法；電路連接時，開關(guān)應(yīng)處于斷開狀態(tài)；
（2）燈泡L₁幾乎不發(fā)光，說明電路是通路，但是電流太小，并且移動串聯(lián)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．
（3）①實驗時，應(yīng)調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片，逐漸增大小燈泡兩端的電壓；②根據(jù)功率的計算公式P=UI可知表中缺少的物理量；
（4）比較燈泡亮度增大時，可以判斷燈泡的實際功率，因為燈泡的亮度由燈泡的實際功率決定的；根據(jù)額定電壓判斷小燈泡的額定功率；
（5）燈L₁的額定電壓是2.5V，電壓表選擇0～3V量程，燈L₂的額定電壓是3.8V，電壓表應(yīng)選擇0～15V量程，因此用L₂替換L₁重復(fù)上面的實驗時需要改變電壓表量程．
（6）導(dǎo)體電阻大小跟導(dǎo)體長度、橫截面積、材料、溫度有關(guān)；燈絲電阻受溫度影響較大，定值電阻阻值受溫度影響較小，從溫度上考慮；
電流跟電阻和電壓同時有關(guān)，L₁換成定值電阻，電阻一定，可以探究電流跟電壓的關(guān)系．

解答 解：（1）電壓表與小燈泡并聯(lián)，電流表與小燈泡串聯(lián)接入電路；滑動變阻器按一上一下的原則串聯(lián)在電路中，且滑片向右移動時，接入電路中的電阻變小，分擔(dān)的電壓變小，小燈泡兩端的電壓變大，亮度變大，故應(yīng)接右下端接線柱B；如下圖所示：

電路連接時，開關(guān)應(yīng)處于斷開狀態(tài)；
（2）閉合開關(guān)，燈幾乎不發(fā)光，即電路電流太小，說明電路電阻太大；移動滑動變阻器滑片，燈泡亮度不改變，說明滑動變阻器將下面兩個接線柱A、B接入電路；
（3）①實驗過程中，逐漸減小滑動變阻器接入電路中的電阻，即向A端移動，增大小燈泡兩端的電壓；
②從表中數(shù)據(jù)可知，實際功率等于表中前兩項之積，由P=UI可知，第二項數(shù)據(jù)為通過燈泡的電流/A，如下表所示：

次數(shù)	電壓/V	電流/A	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

（4）從實驗1→實驗2→實驗3，燈泡越來越亮，燈泡實際功率越大；
小燈泡L₁的額定電壓為2.5V，所對應(yīng)得功率為額定功率，為0.60W；
（5）用L₂替換L₁重復(fù)上面的實驗時，因L₂的額定電壓為3.8V，所以需要改變電壓表量程．
（6）①燈絲電阻受溫度影響較大，燈泡在不同電壓下，溫度不同，燈絲中電阻不同，計算平均值代表燈絲電阻無意義，該同學(xué)忽略了溫度對電阻的影響；
②L₁換成定值電阻，能保持電阻不變，通過改變電壓來改變電流能探究電流跟電壓的關(guān)系．
故答案為：（1）見上圖；斷開；（2）AB；（3）A；電流/A；（4）大；0.60；（5）電壓；（6）①溫度；②正確．

點評 本題涉及到知識點較多，由電路圖連接實物圖、電流表量程的選擇和連接方式、滑動變阻器接線柱的選擇、電路故障的判斷、燈絲電阻與溫度的關(guān)系等，綜合性較強；要注意“研究導(dǎo)體中的電流與電壓的關(guān)系”時需控制電阻的阻值不變．