Question

10．回顧實驗和探究：（請將下列實驗報告中的空缺部分填寫完整）
（1）測量小燈泡的電功率

電路圖	①請將甲圖連接完整，要求滑片向左移動時，連入電路的電阻變大； 已知小燈泡的額定電壓為2.5V ②圖甲中，閉合開關(guān)前，變阻器的滑片應(yīng)該放在A（選“A”或“B”）端
步驟	③閉合開關(guān)，移動滑片P到某一位置時，電壓表示數(shù)（如圖乙）為2.4V；若要測量小燈泡的額定功率，應(yīng)將圖甲中滑動變阻器的滑片P向B（選填A(yù)或B）端移動，使電壓表的示數(shù)為2.5V，此時電流表示數(shù)如圖丙，則小燈泡的穩(wěn)定功率是0.75W； ④繼續(xù)移動滑片P，記下多組數(shù)據(jù)
結(jié)論	⑤小燈泡的亮度決定于它的實際功率
討論	⑥不同電壓下燈泡電阻是變化的，可能是溫度影響了電阻大小

（2）探究電流產(chǎn)生的熱量與什么因素有關(guān)

實驗過程	右圖所示的裝置是探究電流產(chǎn)生的熱量與 電流關(guān)系的裝置
現(xiàn)象	通過一段時間后左（“左”或“右”）邊U型管中液面高度差更大
問題討論	若實驗器材采用液體和溫度計，則燒瓶內(nèi)的液體應(yīng)選取煤油（“水”或“煤油”），因為煤油的比熱容比水的�。�

Answer 1

分析 （1）①估測出電路中的電流，正確選擇電流表和電壓表的量程，電壓表并聯(lián)在小燈泡兩端；②滑動變阻器的滑片應(yīng)滑到電阻最大位置，起到保護(hù)電路的作用；③弄清楚電壓表的量程和分度值，讀出電壓表的示數(shù)；實際電壓小于額定電壓，燈泡的實際功率小于額定功率；電壓表與燈泡并聯(lián)測燈泡兩端電壓，要使燈泡兩端電壓增大，電路電流增大，減小電路電阻，減小滑動變阻器連入電路的電阻；從圖象中找出小燈泡的額定電壓對應(yīng)的電流，根據(jù)P=UI求出額定功率；⑤電流通過燈泡燈絲時，燈絲會發(fā)熱發(fā)光，燈泡亮度決定于其實際功率；⑥由圖象找出電壓U與對應(yīng)的電流I，由R=$\frac{U}{I}$可知隨燈泡兩端電壓的增大而增大，可從溫度與導(dǎo)體電阻的關(guān)系分析原因；
（2）根據(jù)Q=cm△t，當(dāng)物體的質(zhì)量和比熱相同時，物體的溫度升高越多，物體吸收熱量越多．
電流產(chǎn)生的熱量跟電流大小、電阻大小、通電時間有關(guān)．探究電流產(chǎn)生熱量跟電流關(guān)系時，控制電阻和通電時間不變；探究電流產(chǎn)生熱量跟電阻關(guān)系時，控制通電時間和電流不變；探究電流產(chǎn)生熱量跟通電時間關(guān)系時，控制電流和電阻不變．根據(jù)圖中電阻絲連接特點，由Q=I²Rt分別表示出三個電阻產(chǎn)生熱量比較即可；因為煤油的比熱容比水小，相同質(zhì)量的煤油和水比較，吸收或放出相同的熱量，煤油的溫度變化大．

解答 解：（1）①電路中的最大電流I=$\frac{{U}_{L}}{{R}_{L}}$=$\frac{2.5V}{8Ω}$=0.3125A，所以電流表選擇0～0.6A量程即可；滑動變阻器要求滑片向左移動時，連入電路的電阻變大，故下接線柱應(yīng)為B；連接實物圖如下：
②閉合開關(guān)前，滑動變阻器的滑片P應(yīng)位于電阻最大位置，即位于A端；
③圖乙中電壓表接的是0～3V量程，分度值為0.1V，其示數(shù)為2.4V；此時的實際電壓小于其額定電壓，所以此時的實際功率小于其額定功率；
電壓表測燈泡電壓，要使燈泡電壓從2.4V最大到2.5V，燈泡電流要增大，電路總電阻要減小，滑動變阻器電阻減小，滑片向B端移動；
從圖丙中可以讀出，小燈泡的電壓為2.5V時的電流為0.3A，所以它的額定功率為：
P=UI=2.5V×0.3A=0.75W；
⑤用電器的額定電壓和額定功率是確定的不會改變，實際電壓發(fā)生變化，則實際電功率發(fā)生改變，用電器的工作狀態(tài)決定于實際功率，所以燈泡的亮度決定于實際功率；
⑥由圖象知隨燈泡電壓的增大，燈泡兩端的電壓U與流過燈泡的電流I的比值$\frac{U}{I}$增大，即燈泡的電阻增大；
因為燈絲電阻受溫度的影響，所以造成這一現(xiàn)象的原因可能是燈絲電阻隨溫度的變化而變化，溫度越高，電阻越大．
（2）①探究電流產(chǎn)生熱量跟通電電流關(guān)系時，控制通電時間和電阻不變．②在乙裝置中一個5Ω的電阻與兩個5Ω的電阻并聯(lián)后再串聯(lián)，根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點可知，右端兩個電阻的總電流和左端的電阻電流相等，即I_右=I_左，兩個5Ω的電阻并聯(lián)，根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點知I_右=I₁+I₂，兩電阻阻值相等，則支路中電流相等，I₁=I₂，所以右邊容器中的通過電阻的電流是左側(cè)通過電流的一半，探究導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系；由焦耳定律Q=I²Rt可知，左側(cè)電阻產(chǎn)生熱量多．
因為煤油的比熱容比水的小，相同質(zhì)量的煤油和水比較，吸收相同的熱量，煤油溫度升高的多，用煤油做實驗效果更明顯．
故答案為：（1）①如上圖；②A；③2.4V；B；0.75W；⑤實際功率；⑥溫度；（2）電流；左；煤油；煤油的比熱容比水的小．

點評 （1）本題考查了實物圖的連接、滑動變阻器的使用、電流表的讀數(shù)、功率的計算、電路故障的分析等．其中實物圖的連接在實驗題中出現(xiàn)的頻率很高，主要考查電壓表和電流表量程選擇、正負(fù)接線柱、連接方式和滑動變阻器的接線柱的選擇等；
（2）本題主要考查的是學(xué)生對“電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系”實驗的理解和掌握，注意控制變量法和轉(zhuǎn)換法的運(yùn)用，同時考查了學(xué)生對焦耳定律變形公式的理解和掌握，難度較大．