Question

11．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）用筆畫線代替導(dǎo)線，根據(jù)圖甲所示的電路圖，將圖乙所示實(shí)物圖連接完整．
（2）若小雷連接電路后閉合開關(guān)，燈L₁幾乎不發(fā)光，移動(dòng)滑片P也不能改變燈的亮度．原因是他把滑動(dòng)變阻器的A、B接線柱接入了電路．
（3）小雷排除故障后，按圖乙所示的電路繼續(xù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：
①閉合開關(guān)，滑片P向A（選填“A”或“B”）端移動(dòng)，使燈L₁發(fā)光，測出燈L₁的相關(guān)物理量，記錄和計(jì)算結(jié)果如表：

次數(shù)	電壓/V	電流/A	實(shí)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請將記錄數(shù)據(jù)時(shí)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(shí)際功率越大．
（5）用L₂替換L₁重復(fù)上面的實(shí)驗(yàn)時(shí)，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(shí)驗(yàn)結(jié)束后與同學(xué)們討論：
①有同學(xué)認(rèn)為“用上表中燈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(cuò)誤的原因是小雷忽略了溫度對(duì)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(shí)驗(yàn)可以用來研究導(dǎo)體中的電流與電壓的關(guān)系”．你認(rèn)為這種說法正確 （選填“正確”或“錯(cuò)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(dòng)變阻器按一上一下的原則串聯(lián)在電路中；
（2）燈泡幾乎不發(fā)光，說明電路是通路，但是電流太小，并且移動(dòng)串聯(lián)在電路中的滑動(dòng)變阻器的滑片，燈泡亮度不變，說明電路中的電阻太大，滑動(dòng)變阻器又不起作用，是滑動(dòng)變阻器把下面兩個(gè)接線柱接入電路了；
（3）①排除故障，在實(shí)驗(yàn)前滑片在B端處于最大阻值處，要繼續(xù)實(shí)驗(yàn)，滑片向阻值減小的A端移動(dòng)；
②根據(jù)功率的計(jì)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(shí)，可以判斷燈泡的實(shí)際功率，因?yàn)闊襞莸牧炼扔蔁襞莸膶?shí)際功率決定的；
（5）L₁的額定電壓為2.5V，電壓表選擇0～3V量程；L₂的額定電壓為3.8V，電壓表選擇0～15V量程；更換燈泡，同時(shí)更換電壓表的量程；
（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(shí)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）電壓表的負(fù)接線柱與燈泡的左接線柱相連，滑動(dòng)變阻器的任意上方接線柱與電流表0.6的接線柱相連，如下圖所示：

（2）閉合開關(guān)，燈幾乎不發(fā)光→電路電流太小→電路電阻太大，并且移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片，燈泡亮度不改變，滑動(dòng)變阻器都接下面A、B兩個(gè)接線柱；
（3）①滑動(dòng)變阻器接入A接線柱，滑片在B端，滑動(dòng)變阻器連入電路電阻最大，電流最小，起到保護(hù)電路作用．繼續(xù)實(shí)驗(yàn)時(shí)，滑動(dòng)變阻器阻值減小，滑片向A端移動(dòng)；
②從表中數(shù)據(jù)可知，實(shí)際功率等于表中前兩項(xiàng)之積，由P=UI可知，第二項(xiàng)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(shí)際功率	電阻/
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(shí)驗(yàn)1→實(shí)驗(yàn)2→實(shí)驗(yàn)3，燈泡越來越亮，燈泡實(shí)際功率越大；
（5）L₁的額定功率為2.5V，電壓表選擇0～3V量程；
L₂的額定功率為 3.8V，電壓表選擇0～15V量程；
所以L₂替換L₁，同時(shí)更換電壓表量程；
（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(jì)算平均值代表燈絲電阻無意義，小雷忽略溫度對(duì)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）如上圖所示；
（2）A、B；
（3）①A；②電流/A；
（4）大；
（5）電壓；
（6）①溫度；②正確．

點(diǎn)評(píng) 本題容量很大，涉及到知識(shí)點(diǎn)較多，由電路圖連接實(shí)物圖、電流表量程的選擇和連接方式、滑動(dòng)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(qiáng)；要注意“研究導(dǎo)體中的電流與電壓的關(guān)系”時(shí)需控制電阻的阻值不變．