Question

4．小明学会了测小灯泡的功率后，在老师的启发下，进一步思考：电流一定时，小灯泡功率跟电阻有什么关系呢？于是他利用如图所示电路，选用三个完好的小灯泡L₁、L₂、L₃，测出它们在电流相同时的电阻和功率，来探究小灯泡功率与电阻的关系．
（1）他将灯L₁正确接入电路后，闭合开关，发现无论怎样移动滑动变阻器，电压表有示数，电流表无示数，你认为他该如何操作来排除故障？重新检查并连接定值电阻．
（2）排除故障后，调节滑动变阻器的滑片P，使通过灯L₁的电流为0.2A，再测出L₁两端的电压，然后计算出此时灯L₁的电阻和实际功率，记录在下表．

次数	灯泡	I/A	U/V	R/Ω	P/W
1	L1	0.2	2.4	12	0.48
2	L2		1.6	8	0.32
3	L3		0.8	4	0.16

（3）换上灯L₂，闭合开关，发现电流表的示数如图乙所示，为顺利完成实验，应将滑片P向A（选填“A”或“B”）端移动，再测出L₂两端的电压，算出L₂的电阻和实际功率；换上灯L₃，做第三次实验，并将实验数据记录在表中．
（4）分析表中数据可得结论：在电流一定时，灯泡的功率和电阻成正比．
（5）小波认为：为了控制实验条件，小明每次实验要换灯泡还要调节滑动变阻器，这样的操作不够简便．对此你可以如何改进？可以将三个小灯泡串联接入电路，分别用电压表测出灯泡电压．

Answer 1

分析 （1）电压表指针有明显偏转说明电压表两接线柱与电源正负极之间是通路，怎样移动滑动变阻器电流表指针几乎不动说明电路断路，即电压表并联的部分断路；
（3）探究灯在电流相同时的电阻和实际功率的关系时，要控制电流一定；从而判断出滑动变阻器阻值的变化及滑片的移动方向；
（4）根据实验记录的数据，分析在电流相同时的电阻和功率的关系，在写结论时，注意控制的变量；
（5）根据串联电路的电流特点解答．

解答 解：（1）无论怎样移动滑动变阻器，电压表有示数，电流表无示数，则造成这一故障的原因可能是灯泡L断路，也可能是定值电阻接触不良等，所以要重新检查并连接定值电阻；
（3）由图知，电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，示数为0.3A，为控制电路中电流为0.2A不变，要增大滑动变阻器接入电路中的电阻，减小电路中的电流，所以滑片P向A端移动；
（4）由表中数据可知，在电流一定时，灯泡的电阻增大几倍，灯泡的实际功率就增大几倍，故可以得出结论：在电流一定时，灯泡的功率和电阻成正比；
（5）串联电路中各处的电流相等，可以将三个小灯泡串联接入电路，分别用电压表测出灯泡电压，计算出实际功率，减少了更换灯泡和调节滑动变阻器的麻烦．
故答案为：（1）重新检查并连接定值电阻；（3）A；（4）在电流一定时，灯泡的功率和电阻成正比；（5）可以将三个小灯泡串联接入电路，分别用电压表测出灯泡电压．

点评 此题是探究电流相同时，电阻和实际功率的关系实验，在实验中要保持灯泡的电流不变；考查了电流表的读数、电路故障的分析，以及实验结论得出和实验改进，考查得比较全面．