Question

8．小雷想知道小灯的亮暗程度与什么因素有关．于是找来额定电流均小于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，按照如图甲所示的电路开始探究．

（1）请你用笔画线代替导线，根据如图甲所示的电路图，将如图乙所示实物图连接完整．（要求滑片向右移动时灯泡变亮）在连接之前，开关应断开．
（2）若小雷连接电路后闭合开关，灯L₁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AB．（选填“A、B”或“C、D”）接线柱接入了电路．
（3）小雷排除故障后，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，记录和计算结果如表：

次数	电压U/V		实际功率P/W	电阻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请将记录数据时遗漏的物理量和单位填入表格的空格处．
（4）小雷注意到灯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越亮，它的实际功率越大，L₁的额定功率为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．
（6）小雷在实验结束后与同学们讨论：
①有同学认为“用表中灯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小雷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”．你认为这种说法是正确的（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，根据滑动变阻器的分压作用分析接线柱的接法；电路连接时，开关应处于断开状态；
（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实验时，应调节滑动变阻器滑片，逐渐增大小灯泡两端的电压；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；根据额定电压判断小灯泡的额定功率；
（5）灯L₁的额定电压是2.5V，电压表选择0～3V量程，灯L₂的额定电压是3.8V，电压表应选择0～15V量程，因此用L₂替换L₁重复上面的实验时需要改变电压表量程．
（6）导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；
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）电压表与小灯泡并联，电流表与小灯泡串联接入电路；滑动变阻器按一上一下的原则串联在电路中，且滑片向右移动时，接入电路中的电阻变小，分担的电压变小，小灯泡两端的电压变大，亮度变大，故应接右下端接线柱B；如下图所示：

电路连接时，开关应处于断开状态；
（2）闭合开关，灯几乎不发光，即电路电流太小，说明电路电阻太大；移动滑动变阻器滑片，灯泡亮度不改变，说明滑动变阻器将下面两个接线柱A、B接入电路；
（3）①实验过程中，逐渐减小滑动变阻器接入电路中的电阻，即向A端移动，增大小灯泡两端的电压；
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，第二项数据为通过灯泡的电流/A，如下表所示：

次数	电压/V	电流/A	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

（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；
小灯泡L₁的额定电压为2.5V，所对应得功率为额定功率，为0.60W；
（5）用L₂替换L₁重复上面的实验时，因L₂的额定电压为3.8V，所以需要改变电压表量程．
（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；
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．
故答案为：（1）见上图；断开；（2）AB；（3）A；电流/A；（4）大；0.60；（5）电压；（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．