Question

14．同学们在电学复习时，进行了如下的实验．

（1）甲组同学利用电路图1探究“电流与电压的关系”．
①请你按电路图1完成实物图2的连接．
②实验收集的信息如表，由表格数据可直接得出通过小灯泡的电流跟其两端电压的关系是电压越大，电流越大（电流随电压增大而增大）．为使实验结论更科学严谨，应对实验器材做怎样的替换？

实验次数	1	2	3
U/V	1.0	1.5	2.5
I/A	0.20	0.25	0.30

（2）乙组同学探究“电功率跟电流、电压的关系”．
①小欣找来了两个规格不同的小灯泡利用图3电路，探究了“电功率跟电压的关系”．收集到的信息如表所示，请写出实验结论．通过用电器的电流相同时，用电器两端电压越大，电功率越大

	电压/V	发光情况
L1	1.8	暗
L2	2.7	亮

②同组的小瑞利用图1所示的电路，也完成了小欣的实验．请将实验过程补充完整．
a．按电路图连好电路；
b．分别将灯泡L₁、L₂接入电路；移动滑动变阻器滑片保持两次电流表示数相同；
c．分别记下电压表示数和灯泡的发光情况．
d．分析比较实验信息，得出结论．
③请你对小欣和小瑞设计的实验对比评价．a．先后两次观察比较灯的亮度不如同时观察比较灯的亮度更直观、更明显；
b．更换灯泡后为了控制电流相同，需要调节滑动变阻器，操作麻烦；
c．用这个电路还可以研究电功率与电流的关系；
d．通过调节滑动变阻器可以多次实验，使规律更具普遍性．

Answer 1

分析 （1）①根据表中数据确定电压表与电流表的量程分别与灯并联和串联，注意电表正负接线柱的接法，根据电路图连接实物图
②分析表中的数据，即可得出电流和电压的关系；该实验中，应保持导体的电阻不变，而该题中的灯泡的灯丝电阻受温度的影响比较明显，据此分析回答；
（2）①由图3，根据串联电路电流的规律，分析表中数据得出结论；
②根据控制变量法，保持通过灯的电流相同；
③和小欣的实验做对比，可从实验的直观性、操作的简便性、及还可完成的实验、多次实验的角度等方面评估．

解答 解：（1）①根据表中数据，电压表选用小量程与灯并联，电流表选用小量程与灯串联，注意电表正负接线柱的接法，根据电路图连接实物图，如图所示：

②由表中数据可知，电压越大，电流越大（电流随电压增大而增大）；
研究电流与电压的关系时，要控制电阻大小不变，因灯丝的电阻随温度的变化而变化，不是一个定值，故用阻值适当的定值电阻替换小灯泡；
（2）①图3中，两灯串联，通过的电流相等，由表中数据可知，用电器两端电压越大，电功率（P=UI）越大；
②因研究电功率与电压的关系，根据控制变量法，应保持电流相等，故移动滑动变阻器滑片，保持两次电流表示数相同；
③a．先后两次观察比较灯的亮度不如同时观察比较灯的亮度更直观、更明显；
b．更换灯泡后为了控制电流相同，需要调节滑动变阻器，操作麻烦；
c．用这个电路还可以研究电功率与电流的关系；
d．通过调节滑动变阻器可以多次实验，使规律更具普遍性．
故答案为：
（1）①如上所示；②电压越大，电流越大（电流随电压增大而增大）；用阻值适当的定值电阻替换小灯泡；
（2）①通过用电器的电流相同时，用电器两端电压越大，电功率越大；②移动滑动变阻器滑片保持两次电流表示数相同；
③a．先后两次观察比较灯的亮度不如同时观察比较灯的亮度更直观、更明显；
b．更换灯泡后为了控制电流相同，需要调节滑动变阻器，操作麻烦；
c．用这个电路还可以研究电功率与电流的关系；
d．通过调节滑动变阻器可以多次实验，使规律更具普遍性．

点评 本题电流与电压的关系，考查电路的连接、数据处理及影响电阻大小的因素和控制变量法的运用，同时涉及到探究“电功率跟电流、电压的关系”，考查对实验方案的设计及评估能力，综合性强，是当前中考的热点问题．