Question

5．小明用一個(gè)電壓表（0-3V，0-15V）、一個(gè)電流表（0-0.6A，0-3A）、一個(gè)開(kāi)關(guān)、一個(gè)滑動(dòng)變阻器（lOΩ 1A）、三個(gè)定值電阻（10Ω、20Ω、30Ω）、一個(gè)恒壓電源，要測(cè)量小燈泡L（額定電壓為3.8V，阻值約為5Ω）的額定功率．

（1）請(qǐng)你用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線，將電路圖連接完整，如圖甲所示．

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	電壓表/V	電流表/A	燈泡亮度
1	0.5	0.2	燈絲發(fā)紅
2	2.0	0.5	發(fā)光較暗
3	3.8		正常發(fā)光

（2）閉合開(kāi)關(guān)前，需要將滑動(dòng)變阻器的滑片移至最右端．（填“左”或“右”）
（3）電路連接正確后，閉合開(kāi)關(guān)，記錄的部分實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和現(xiàn)象如表所示．當(dāng)小燈泡正常發(fā)光時(shí)，電流表的示數(shù)如圖乙所示，則小燈泡的額定功率為3.04W．
（4）分析表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知：小燈泡電阻的變化情況是：燈絲的電阻隨電壓的增大而增大．
【拓展】
（5）小明還設(shè)計(jì)了探究“電流和電壓、電阻的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)你幫他將設(shè)計(jì)的電路圖畫(huà)在圖丙的方框中．小明將原電路中的燈泡改接了定值電阻，連接好電路后，閉合開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器測(cè)出幾組電壓和電流值，根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)，你能得出的結(jié)論是在電阻不變時(shí)，通過(guò)導(dǎo)體的電流與電壓成正比．

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	電壓表/V	電流表/A
1	5.6	0.28
2	6.0	0.3
3	6.4	0.32

（6）為了探究電流和電阻的關(guān)系，小明依次換用了l0Ω、20Ω、30Ω三個(gè)定值電阻完成三次實(shí)驗(yàn)，為了控制定值電阻兩端的電壓一定，應(yīng)滑動(dòng)變阻器的滑片，使其連入電路的阻值不斷增大（選填“增大”或“減小”）．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)燈正常工作時(shí)的電流確定電流表的量程，與開(kāi)關(guān)串聯(lián)；
（2）閉合開(kāi)關(guān)前，變阻器連入電路中的電阻最大；
（3）根據(jù)電流表大量程讀數(shù)，根據(jù)P=UI求燈的額定功率；
（4）根據(jù)歐姆定律求出電阻大小比較得出結(jié)論；
（5）探究“電流和電壓、電阻的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)電路圖與測(cè)小燈泡電功率的電路圖類(lèi)似，只要將燈換成定值電阻即可；
（6）根據(jù)分壓原理，確定依次換用大的定值電阻的電壓變化情況，再由分壓原理確定滑片移動(dòng)的方向．

解答 解：（1）額定電壓為3.8V，阻值約為5Ω，燈正常工作時(shí)的電流I=$\frac{U}{R}=\frac{3.8V}{5Ω}$=0.76A＞0.6A，電流表選用大量程，與開(kāi)關(guān)串聯(lián)，如下圖所示：

（2）為保護(hù)電路，閉合開(kāi)關(guān)前，變阻器連入電路中的電阻最大，即需要將滑動(dòng)變阻器的滑片移至最右端；
（3）電流表大量程分度值為0.1A，示數(shù)為0.8A，燈的額定功率P=UI=3.8V×0.8A=3.04W；
（4）由R′=$\frac{U′}{I′}$分別求出3次實(shí)驗(yàn)的電阻大小分別為2.5Ω、4Ω、4.75Ω，由此得出的結(jié)論是：燈絲的電阻隨電壓的增大而增大．
（5）探究“電流和電壓、電阻的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)電路圖與測(cè)小燈泡電功率的電路圖類(lèi)似，只要將燈換成定值電阻即可，如下圖所示；


（6）小明依次換用了l0Ω、20Ω、30Ω三個(gè)定值電阻完成三次實(shí)驗(yàn)，根據(jù)分壓原理，定值電阻的電壓逐漸增大，為了控制定值電阻兩端的電壓一定，應(yīng)減小定值電阻的電壓，增大變阻器的電壓，由分壓原理，應(yīng)移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，使其連入電路的阻值不斷增大．
故答案為：（1）如上圖一所示；
（2）右；
（3）3.04；
（4）燈絲的電阻隨電壓的增大而增大；
（5）如上圖二所示；
（6）增大．

點(diǎn)評(píng) 本題涉及測(cè)電功率和探究“電流和電壓、電阻的關(guān)系“兩個(gè)實(shí)驗(yàn)，考查的知識(shí)多，綜合性較強(qiáng)，要熟練掌握．
本題的最后一問(wèn)也可用下面的方法求解：變阻器兩端的電壓U_變=R_變I=R_變×$\frac{U}{{R}_{變}+R}$=$\frac{U}{\frac{{R}_{變}+R}{{R}_{變}}}$=$\frac{U}{1+\frac{R}{{R}_{變}}}$，當(dāng)定值電阻R增大時(shí)，為保持變阻器的電壓U_變不變，變阻器連入電路中的電阻也應(yīng)增大．