Question

7．小明想知道小灯泡的亮暗程度与什么因素有关．于是他找来了额定电流均小于0.6A，额定电压是2.5V的灯L₁和额定电压是3.8V的灯L₂，先后接在电源电压恒为6V的电路中，按照如图所示1的电路开始探究．

（1）请你用笔画线代替导线，根据图1所示的电路图，将图2所示实物图连接完整．
（2）若小明连接电路后闭合开关，灯L₁很暗几乎不发光，移动滑片P也不能改变灯的亮度．原因是他把滑动变阻器的A、B．（选填“A、B”或“C、D”）接线柱接入了电路．
（3）小明排除故障后，按图所示的电路继续进行实验：
①闭合开关，滑片P向A（选填“A”或“B”）端移动，使灯L₁发光，测出灯L₁的相关物理量，记录和计算结果如下表：

次数	电压/V		实际功率/W	电阻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请将记录数据时遗漏的物理量和单位填入表格的空白处．
（4）小明注意到灯L₁的亮度变化是：第二次比第一次亮，第三次比第二次更亮．结合表中数据得出的结论是小灯泡的实际功率越大，小灯泡越亮．灯L₁的额定功率是0.60W．
（5）用L2替换L₁重复上面的实验时，需要改变电压表的量程，发现灯L₂的亮度变化规律与灯L₁相似．若该电表的另一个量程已损坏，在不添加任何器材的情况下，请在方框内图3画出能测量小灯泡L₂额定功率的实验电路图．
（6）小明在实验结束后与同学们讨论：
①有同学认为“用上表中灯L₁的3次电阻的平均值代表它的电阻更准确．”这种说法错误的原因是他忽略了温度对小灯电阻的影响．
②有同学认为“把灯L₁换成定值电阻，该实验可以用来研究导体中的电流与电压的关系．”你认为这种说法正确（选填“正确”或“错误”）．

Answer 1

分析 （1）电压表与灯泡并联，电流表选0～0.6A的量程且串联在电路中，注意正负接线柱的连接；滑动变阻器按一上一下的原则串联在电路中；
（2）灯泡L₁几乎不发光，说明电路是通路，但是电流太小，并且移动串联在电路中的滑动变阻器的滑片，灯泡亮度不变，说明电路中的电阻太大，滑动变阻器又不起作用，是滑动变阻器把下面两个接线柱接入电路了．
（3）①根据滑动变阻器的连接情况可确定滑片的移动方向；
②根据功率的计算公式P=UI可知表中缺少的物理量；
（4）比较灯泡亮度增大时，可以判断灯泡的实际功率，因为灯泡的亮度由灯泡的实际功率决定的；根据灯L₁的额定电压为2.5V可知灯L₁的额定功率；
（5）根据用电器的额定电压选择合适量程的电表，根据电路的需要设计电路图；
（6）①体电阻大小跟导体长度、横截面积、材料、温度有关；灯丝电阻受温度影响较大，定值电阻阻值受温度影响较小，从温度上考虑；
②电流跟电阻和电压同时有关，L₁换成定值电阻，电阻一定，可以探究电流跟电压的关系．

解答 解：（1）电压表的负接线柱与灯泡的左接线柱相连，滑动变阻器的任意上方接线柱与电流表0.6的接线柱相连，如下图所示：

（2）闭合开关，灯L₁几乎不发光→电路电流太小→电路电阻太大，并且移动滑动变阻器滑片，灯泡亮度不改变，滑动变阻器都接下面A、B两个接线柱．
（3）①闭合开关前，滑片位于阻值最大处，因此闭合开关后，滑片P向A端移动，使灯L₁发光；
②从表中数据可知，实际功率等于表中前两项之积，由P=UI可知，第三项数据为灯泡的电流I/A；
（4）从实验1→实验2→实验3，灯泡越来越亮，灯泡实际功率越大；
由表中数据可知，灯L₁的额定功率为0.60W；
（5）用L₂替换L₁重复上面的实验时，L₂的额定电压是3.8V，需要改变电压表的量程；
L₂的额定电压为3.8V，因为0-15V的量程已坏了，故需要将电压表接在滑动变阻器的两端，电路如图所示：

（6）①灯丝电阻受温度影响较大，灯泡在不同电压下，温度不同，灯丝中电阻不同，计算平均值代表灯丝电阻无意义，该同学忽略了温度对电阻的影响；因此这种说法错误；
②L₁换成定值电阻，能保持电阻不变，通过改变电压来改变电流能探究电流跟电压的关系，这种说法正确．
故答案为：（1）见上图；（2）A、B；（3）A；电流/A；（4）大；0.60；（5）电压；如上图；（6）①温度；②正确．

点评 本题涉及到知识点较多，由电路图连接实物图、电流表量程的选择和连接方式、滑动变阻器接线柱的选择、电路故障的判断、灯丝电阻与温度的关系等，综合性较强；要注意“研究导体中的电流与电压的关系”时需控制电阻的阻值不变．