Question

3．小明在探究“小灯泡发光时的亮度与电功率的关系”的实验中，所用的电源电压是4V，小灯泡的额定电压是2.5V，小灯泡两端允许加的最大电压为额定电压的1.2倍．
（1）小明连接的电路中，电流表接的是大量程，滑动变阻器的滑片滑到了阻值最大端．在检查电路连接正确后，闭合开关小明进行了有关操作，并根据观察到的实验现象将电流表从大量程改为小量程．则他进行了怎样的实验操作？观察到什么实验现象？
实验操作：闭合开关，将滑动变阻器滑片从阻值最大端缓慢向阻值最小端滑动，观察电压表和电流表示数
实验现象：电压表示数为3V时，电流表示数小于于0.6A．
（2）小刚在做该实验时，用数量和规格均满足实验要求的定值电阻代替了滑动变阻器．请分析说明用定值电阻代替滑动变阻器做实验的两点不足．
①操作麻烦，改变小灯泡功率时，要更换不同的定值电阻，连续三次电阻；②不易比较亮度，比较亮度时，要经过更换电阻的过程，时间间隔长．

Answer 1

分析 （1）实验中电流表选择大量程0～3A，灯泡两端允许加得最大电压为3V，小灯泡的电流小于0.6A，应使用小量程；
（2）实验操作不方便，不易比较灯泡亮度变化情况．

解答 解：（1）灯泡两端允许加得最大电压为3V，一般情况下，额定电压为2.5V的小灯泡电阻约为10Ω，电路的最大电流约为I=$\frac{U}{R}$=$\frac{3V}{10Ω}$=0.3A＜0.6A，0～3A量程太大，闭合开关后，电流表指针偏转角度太小，不便于读数，读数误差较大，另一方面，移动滑动变阻器滑片时电流表指针变化范围很小不便于读数，不便于进行多次测量；
（2）实验操作不方便，没有滑动变阻器不易改变小灯泡两端电压，不易比较灯泡亮度变化情况；
故答案为：（1）闭合开关，将滑动变阻器滑片从阻值最大端缓慢向阻值最小端滑动，观察电压表和电流表示数；电压表示数为3V时，电流表示数小于于0.6A；
（2）操作麻烦，改变小灯泡功率时，要更换不同的定值电阻，连续三次电阻；不易比较亮度，比较亮度时，要经过更换电阻的过程，时间间隔长．

点评 对小灯泡电功率实验操作的考查，要求我们提高实验技能，要理解滑动变阻器在实验中的重要作用，同时要注意电表的量程选择，这是对我们的基本要求．