Question

9．按要求完成下列两则电学实验：

如图所示为“探究影响导体电阻大小的因素”的实验电路，A、B是用来接入实验导体的接头位置．
（1）本实验通过观察灯泡的亮度或电流表示数来比较导体电阻的大小．
（2）如果我们手边只有一根较长的电阻丝，利用它可以探究导体的电阻是否与的长度和横截面积有关．如图所示是用“伏安法“测量小灯泡电阻的电路，待测小灯泡的额定电压为2.5V．
①闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片滑到最左（填“左”或“右”）端．
②实验前，滑动滑动变阻器的滑片记录了小灯泡两端多组不同的电压及对应的通过小灯泡的电流值，并根据这些数据在坐标纸上给出了U-I图象（如图乙所示）．分析图象可知：当小灯泡两端的电压为额定电压的1.2倍时，小灯泡的功率为0.75W，小灯泡正常发光时灯丝电阻大于（选填“大于”或“小于”或“等于”）10Ω．

Answer 1

分析 （1）根据电阻是阻碍电流大小的因素，而与其串联的灯泡通过灯泡的明暗程度可以反映电流的大小进行分析；
（2）导体的电阻是本身的属性，它跟导体的长度、横截面积和材料有关，当探究影响导体电阻大小的因素时，应控制其它的因素不变，只改变该因素看电阻如何变化；
①闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片滑到最大值处；
②计算出灯泡的实际电压，由图象读出此时通过灯泡的电流，由P=UI计算其实际功率；
由图象读出灯泡正常发不时电流，计算其阻值．

解答 解：
（1）因为通过灯泡的电流越大，灯泡越亮，因此AB间的电阻越大，电路中的电流越小，灯泡的越暗；反之，灯泡越亮；故根据灯泡的亮度或电流表示数反映AB间电阻的大小；
（2）导体的电阻是本身的属性，它跟导体的长度、横截面积和材料有关：
当探究导体电阻与长度的关系时，可控制横截面积和材料不变，改变导体的长度，可以改变电阻丝接入电路长度，所以能够完成；
当探究导体电阻与横截面积的关系时，可控制长度和材料不变，改变导体的横截面积，可以将电阻丝对折，所以能够完成；
当探究导体电阻与材料的关系时，可控制长度和横截面积不变，因为只有一个金属丝，所以无法改变材料，不能够完成；
故利用它可以探究导体电阻是否与导体的长度和横截面积有关；
①为了保护电路，由图甲知，闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片滑到最大值左端；
②当小灯泡两端的电压为额定电压的1.2倍时，即实际电压：U=1.2U_额=1.2×2.5V=3V，由图象可知此时通过灯泡的电流为0.25A，
所以小灯泡的实际功率为：P=UI=3V×0.25A=0.75W；
小灯泡正常发光时电压2.5V，由图象可知此时通过灯泡的电流小于0.25A，由R=$\frac{U}{I}$可知，此时灯丝电阻大于10Ω．
故答案为：
（1）灯泡的亮度或电流表示数；
（2）长度；横截面积；①左；②0.75；大于．

点评 本题探究影响导体电阻大小的因素和测灯泡电阻的综合实验题，考查了转换法和控制变量法的灵活运用，功率和电阻计算，关键是从图象中找到有用数据．