题目内容

12．小红同学探究小灯泡的亮暗程度与什么因素有关．用额定电流均小于0.6A，额定电压是2.5V的灯L1和额定电压是3.8V的灯L2，先后接在电源为6V的电路中，按照如图1所示的电路开始探究．
（1）请你用笔画线代替导线，根据图1所示的电路图，将实物图连接完整．
（2）若小红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“AB”或“CD”）接线柱接入了电路．

（3）小红排除故障后，按图1所示的电路继续进行实验：闭合开关，滑片P向D（选填“C”或“D”）端移动，使灯L1发光，测出灯L1的相关物理量，请计算完成如下表格：
次数电压/V电流/A实际功率/W电阻/Ω
11.60.200.328.00
22.50.2410.42
32.80.260.73
（4）小红观察到第二次比第一次亮，第三次比第二次更亮．得出的结论是：小灯泡越亮，它的实际功率越大．
（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．他认为“用上表中灯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忽略了温度对小灯泡电阻的影响．

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；
（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）根据滑动变阻器的连接情况可确定滑片的移动方向；
根据功率的计算公式P=UI和I=$\frac{U}{R}$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；
（5）根据用电器的额定电压选择合适量程的电表；
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．

解答 解：（1）滑动变阻器的任意上方接线柱C与电流表0.6的接线柱相连，如下图所示：

（3）①闭合开关前，滑片位于阻值最大处的A端，因此闭合开关后，滑片P向D端移动，使灯L1发光；
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2次的实验中的实际功率P2=U2I2=2.5V×0.25A=0.6W；
由I=$\frac{U}{R}$可得，第3次实验中小灯泡的电阻R3=$\frac{{U}_{3}}{{I}_{3}}$=$\frac{2.8V}{0.26A}$≈10.77Ω．
如下表所示：

次数电压/V电流/A实际功率/W电阻/Ω
11.60.200.328.00
22.50.240.6010.42
32.80.260.7310.77
（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；
（5）L1的额定电压为2.5V，电压表选择0～3V量程．
L2的额定电压为3.8V，电压表选择0～15V量程．
更换灯泡，同时更换电压表的量程；
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，因此这种说法错误的原因是忽略温度对电阻的影响．
故答案为：（1）见上图；
（2）AB；
（3）D；见上表；
（4）大；
（5）电压；温度．

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．

练习册系列答案
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