Question

（2006?绵阳）（1）为了测定额定电压为2.5V的小灯泡的额定电功率，实验室提供器材有：电源一个、滑动变阻器一个、电压表两只、开关一只、导线若干、另有一个电子元件，该电子元件I-U图象（即通过电子元件的电流I与电子元件两端的电压U的关系图线）如图甲所示．

①一同学设计了如图乙所示的电路图，图丙是根据电路图乙连接实物图的一部分，请用笔画线代替导线将实物连线补充完整．
②测量时要调节滑动变阻器滑片使电压表V₁的示数为

2.5

v，若此时电压表V₂的示数为2.2V，则灯泡的额定电功率为

0.7

W．
（2）实验室有如下器材：两根长度相同、横截面积不同的镍铬合金丝，一个电源，一只电流表，一个保护电阻，一个开关，若干根导线．要求探究的问题有两个：A、探究导体的电阻与它的横截面积的关系；B、探究导体的电阻与它的长度的关系．
只利用上述器材能否完成A、B两个探究任务？如果你认为能，请继续回答下面①中的问题；如果你认为不能，则回答下面②中的问题．（选①回答正确得6分，选②回答正确得5分；①②都回答以①评分．）
①老师已经设计并连接好基本实验电路．请你写出继续完成探究任务A．需要进行的主要实验操作和需要记录的测量数据：

将两根镍铬合金丝分别全部接入电路，记录不同横截面积时电流表对应的读数

分析记录数据就得到导体电阻与横截面积的关系；完成探究任务B需要进行的主要实验操作和需要记录的测量数据：

将一根镍铬合金丝全部长度接入电路中，记录电流表的读数；将同一根镍铬合金丝的部分长度接入电路中，记录电流表的读数（或将同一根镍铬合金丝的全部长度和部分长度分别接入电路中，记录电流表对应的两次读数）

，分析记录数据就得到导体电阻与长度的关系．
②要求完成A、B两个探究任务，需要补充哪些器材？

一根横截面积与已有的两根中的任意一根相同，但长度不同的镍铬合金丝（或两根横截面积相同但长度不同的镍铬合金丝）

．
按你的要求补齐实验器材，老师已经设计并连接好基本实验电路，请你写出继续完成探究任务A需要进行的主要实验操作和需要记录的测量数据：

将两根长度相同、横截面积不同的镍铬合金丝分别全部接入电路中，记录不同横截面积时电流表对应的读数

分析记录数据就得到导体电阻与横截面积的关系；
完成探究任务B需要进行的主要实验操作和需要记录的测量数据：

将两根横截面积相同长度不同的镍铬合金丝分别全部接入电路中，记录不同长度时电流表对应的读数

，分析记录数据就得到导体电阻与长度的关系．

Answer 1

分析：（1）①实物图中，没有连接的是滑动变阻器和电压表V₁，滑动变阻器接线柱按“一上、一下”的方式连接，电压表V₁的量程根据小灯泡的额定电压选；
②实验中小灯泡和电子元件串联，电压表V₁测量小灯泡两端的电压，电压表V₂测量电子元件两端的电压；当电压表V₁示数等于小灯泡额定电压2.5V时，小灯泡正常发光，此时电压表V₂示数对应甲图的电流值就是灯泡的额定电流，额定电压和额定电流的乘积就是额定功率．
（2）探究导体的电阻与长度和横截面积的关系采用的是控制变量法，探究导体的电阻与它的横截面积的关系时，应该控制长度和材料相同；探究导体的电阻与它的长度的关系时，应该控制横截面积和材料相同．

解答：解：（1）①滑动变阻器下面的接线柱已选，上面选择哪一个都行；小灯泡的额定电压是2.5V，因此电压表V₁选择0～3V量程即可，连接后如下图．
②小灯泡的额定电压是2.5V，此时电子元件两端的电压2.2V，对应甲图中的电流为0.28A，因为电子元件和小灯泡串联电流相等，所以小灯泡的额定电流为0.28A，灯泡的额定功率P=UI=2.5V×0.28A=0.7W．
（2）在探究导体电阻与长度和横截面积的关系时，采用控制变量法的思想．研究电阻和横截面积的关系，选用两根长度和材料相同，横截面积不同的电阻丝分别接入电路，电流表示数的大小间接反应电阻的大小；研究电阻和长度的关系，选用两根横截面积和材料相同，长度不同的电阻丝分别接入电路，电流表示数的大小间接反应电阻的大小．
故答案为：（1）①如下图；②2.5、0.7；
（2）①将两根镍铬合金丝分别全部接入电路，记录不同横截面积时电流表对应的读数；
将一根镍铬合金丝全部长度接入电路中，记录电流表的读数，将同一根镍铬合金丝的部分长度接入电路中，记录电流表的读数（或将同一根镍铬合金丝的全部长度和部分长度分别接入电路中，记录电流表对应的两次读数）．
②一根横截面积与已有的两根中的任意一根相同，但长度不同的镍铬合金丝（或两根横截面积相同但长度不同的镍铬合金丝）；
将两根长度相同、横截面积不同的镍铬合金丝分别全部接入电路中，记录不同横截面积时电流表对应的读数；
将两根横截面积相同长度不同的镍铬合金丝分别全部接入电路中，记录不同长度时电流表对应的读数．

点评：（1）题中易错点是小灯泡额定电流的确定，学生必须掌握串联电路电流的特点和具备一定的图象分析能力；
（2）题中重点是能够根据控制变量法的思想设计和进行实验，要求学生熟悉控制变量法实验的一般步骤和思路．