Question

17．小明用一個(gè)電壓表（0-3V，0-15V）、一個(gè)電流表（0-0.6A，0-3A）、一個(gè)開關(guān)、一個(gè)滑動(dòng)變阻器（10Ω 1A）、三個(gè)定值電阻（10Ω、20Ω、30Ω）、一個(gè)恒定電源，要測(cè)量小燈泡L（額定電壓為3.8V，阻值約為5Ω）的額定功率．

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	電壓表/V	電流表/A	燈泡亮度
1	0.5	0.2	燈絲發(fā)紅
2	2.0	0.5	發(fā)光較暗
3	3.8		正常發(fā)光

（1）請(qǐng)你用筆畫線代替導(dǎo)線，將電路圖連接完整，如圖1所示．
（2）閉合開關(guān)前，需要將滑動(dòng)變阻器的滑片移至最右端（填“左”或“右”）．
（3）電路連接正確后，閉合開關(guān)，記錄的部分實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)現(xiàn)象如表所示，當(dāng)小燈泡正常發(fā)光時(shí)，電流表的示數(shù)如圖2所示，則小燈泡的額定功率為3.04W．
（4）分析表中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，小燈泡電阻的變化情況是燈絲的電阻隨著溫度的升高而增大．
【拓展】
（5）小明還設(shè)計(jì)了探究“電流和電壓、電阻的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)你幫他畫出設(shè)計(jì)的電路圖，小明將原電路中的燈泡改接了定值電阻，連接好電路后，閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器測(cè)出幾組電壓和電流值，根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)，你能得出的結(jié)論是電阻一定時(shí)，通過導(dǎo)體的電流與它兩端的電壓成正比．
（6）為了探究電流和電阻的關(guān)系，小明依次換用了10Ω、20Ω、30Ω三個(gè)定值電阻完成三次實(shí)驗(yàn)，為了控制定值電阻兩端的電壓一定，應(yīng)滑動(dòng)變阻器的滑片，使其連入電路的阻值不斷增大（選填“增大”或“減小”）

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	電壓表/V	電流表/A
1	5.6	0.28
2	6.0	0.3
3	6.4	0.32

Answer 1

分析 （1）根據(jù)燈泡的額定電壓和電阻算出電流，確定電流表的量程；
（2）連接電路時(shí)，閉合開關(guān)前，變阻器的滑片應(yīng)移至最大阻值處；
（3）根據(jù)電流表的量程和分度值，讀出電流值，根據(jù)P=UI計(jì)算額定功率；
（4）分析表中數(shù)據(jù)計(jì)算電阻值大小，發(fā)現(xiàn)小燈泡的電阻是變化的，原因就是電阻隨著溫度的變化而變化；
（5）分析表格中電流的變化倍數(shù)和電壓的變化倍數(shù)之間的關(guān)系，利用控制變量法得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論；
（6）先分析電路中總電阻的變化，再分析電路中電流的改變以及滑動(dòng)變阻器兩端電壓的變化，然后根據(jù)串聯(lián)電路的特點(diǎn)確定電壓表示數(shù)的變化；根據(jù)串聯(lián)電路起分壓作用進(jìn)行分析滑動(dòng)變阻器接入電路中阻值的變化，進(jìn)一步判斷滑片移動(dòng)的方向．

解答 解：（1）根據(jù)I=$\frac{U}{R}$=$\frac{3.8V}{5Ω}$=0.76A，故電流表量程為0～3A，故電路連接如圖所示：

（2）閉合開關(guān)前，變阻器的滑片應(yīng)移至最大阻值處；圖1中，由于滑動(dòng)變阻器接了下面左邊的接線柱，所以在閉合開關(guān)前，變阻器的滑片P應(yīng)移至最右邊；
（3）由圖可知，電流表選擇的量程是0～3A，其分度值為0.1A，由指針?biāo)�指位置可知I=0.8A；
小燈泡的額定功率為：P=UI=3.8V×0.8A=3.04W；
（4）由歐姆定律可得，3次實(shí)驗(yàn)中燈泡的電阻分別為：
R₁=$\frac{{U}_{1}}{{I}_{1}}$=$\frac{0.5V}{0.2A}$=2.5Ω；R₂=$\frac{{U}_{2}}{{I}_{2}}$=$\frac{2V}{0.5A}$=4Ω；R₃=$\frac{{U}_{3}}{{I}_{3}}$=$\frac{3.8V}{0.8A}$=4.75Ω；
根據(jù)計(jì)算結(jié)果可知：隨著燈泡電壓的增大，電流增大，功率增大，燈泡變亮，溫度升高，燈泡的電阻增大，故得到燈泡的電阻隨著溫度的升高而增大；
（5）探究“電流和電壓、電阻的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)的電路圖，如圖所示：

分析表格中數(shù)據(jù)可知，通過電阻的電流變化倍數(shù)等于兩端電壓變化的倍數(shù)，故可得結(jié)論：電阻一定時(shí)，電流與電壓成正比；
（6）在探究“電流與電阻關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)過程中，運(yùn)用控制變量法，保持定值電阻兩端的電壓一定；由于電源電壓不變，則滑動(dòng)變阻器兩端的電壓也是一定的；
當(dāng)依次用10Ω、20Ω、30Ω的定值電阻時(shí)（定值電阻阻值逐漸增大），根據(jù)串聯(lián)分壓原理有$\frac{{R}_{滑}}{{R}_{定}}=\frac{{U}_{滑}}{{U}_{定}}$，所以，要想保持電阻兩端電壓不變，應(yīng)使變阻器連入電路的阻值增大．
故答案為：（1）如上圖所示；（2）右；（3）3.04；（4）燈絲的電阻隨著溫度的升高而增大；
（5）如上圖所示；電阻一定時(shí)，通過導(dǎo)體的電流與它兩端的電壓成正比；（6）增大．

點(diǎn)評(píng) 此題是“測(cè)定一個(gè)小燈泡的功率”的實(shí)驗(yàn)，考查了電路的連接、注意事項(xiàng)、功率的計(jì)算、滑動(dòng)變阻器的使用及阻值大小對(duì)電路的影響．