Question

某實驗小組利用圖甲所示電路進行如下的實驗研究．
（1）斷開S₃，閉合S₁、S₂，調節(jié)滑動變阻器，由伏特表和安培表的測量數據繪制成如圖乙的U-I關系圖象．根據圖象分析，可計算出電阻R=    Ω；
（2）斷開S₂，閉合S₁、S₃，調節(jié)滑動變阻器，測量燈泡L兩端的電壓和通過的電流，根據測量數據繪制成如圖丙的U-I關系圖象．由圖象分析，當伏特表示數為2V時，燈泡L的電阻R_L=    Ω；若燈泡L的額定電壓為2.5V，小燈的額定電功率為     W；
（3）閉合S₁、S₂和S₃，調節(jié)滑動變阻器，當伏特表示數為2V時，電流表的示數是     A；
（4）興趣小組對實驗結果進行交流、討論后，得出以下兩個結論：
結論一：電阻R中通過的電流與其兩端電壓成正比；
結論二：電燈L中通過的電流與其兩端電壓不成正比．
你認為這兩個結論是否正確？結論一     ；結論二     （填“正確”或“不正確”）；
若不正確，請說明理由     ．

Answer 1

【答案】分析：（1）求定值電阻R的阻值，可以利用它的I-U圖線中的特殊的坐標點去求解．
（2）求伏特表示數為2V時，燈泡L的電阻R_L的值，可以在其圖象中找出電壓為2V時的坐標，然后利用坐標中的信息去求出燈泡的電阻值．求小燈泡的額定功率，利用圖象中的額定電壓對應的額定電流去入手解決．
（3）閉合S₁、S₂和S₃，此時的電路是燈泡與定值電阻R并聯后，再與滑動變阻器串聯的一個混聯電路．電流表測的是干路電流，它的示數等于通過燈泡和定值電阻R的電流之和．求出這兩個支路中的電流即可．調節(jié)滑動變阻器，當伏特表示數為2V時，各支路兩端的電壓均為2V，由歐姆定律即可求得這兩個支路的電流．
（4）結合表格中的數據分析得出的結論是否正確．但要注意，此題中用到的方法是控制變量法，首先要保證控制住電壓或電阻不變這個前提條件的成立．
解答：解：（1）由乙圖象可知，當R兩端的電壓為1V時，通過它的電流為0.1A，根據公式R===10Ω．
（2）由圖象丙可知，當燈泡兩端的電壓為2V時，通過燈泡的電流為0.2A，根據公式R===10Ω；
若燈泡L的額定電壓為2.5V，此時小燈泡中的電流可以由圖象得到為0.35A，根據公式P_額=U_額×I_額=2.5V×0.35A=0.875W．
（3）當S₁、S₂和S₃都閉合時，R與燈泡并聯，此時電流表的示數為干路電流，即為R和L中的電流之和．由圖象乙知，當電壓為2V時，通過R的電流為0.2A，由圖象乙知，當電壓為2V時，通過R的電流為0.2A，由圖象乙知，當電壓為2V時，通過R的電流為0.2A，由圖象丙可知，當電壓為2V時，通過L電流為0.2A．所以此時電流表的示數：I=0.2A+0.2A=0.4A．
（4）在表一中，導體兩端的電壓增大幾倍，導體中的電流就增大幾倍，所以，結論一是正確的．
利用表二的數據分析結論二，看似正確，但是燈泡的電阻是與通過燈絲的溫度有關的，當通過燈絲的電流增大時，燈絲的溫度升高，燈絲的電阻增大，結論成立的前提是要保證燈絲的電阻不變，由于沒有滿足這個前提條件，所以，這個結論是不正確的．
故答案為：（1）10．
（2）10；0.875．
（3）0.4．
（4）正確；不正確；在研究電流與電壓的關系時，要保持電阻不變，但電燈的電阻由于燈絲溫度的變化而發(fā)生了變化．
點評：要把握住此題中不同開關的斷開與閉合導致了電路的連接方式的不同．