Question

6．某科學興趣小組的同學們利用相關的電學器材進行探究實驗：測量“小燈泡發(fā)光時的電阻和額定功率”，選用電壓恒為6V的電源，額定電壓“2.5V”的小燈泡進行實驗．圖甲中是未連接完整的實驗電路．

（1）請你用筆畫線代替導線，將圖甲所示的實物電路連接完整（要求：滑動變阻器的滑片P 向 A端移動時小燈泡變暗，連線不能交叉）
（2）閉合開關前，發(fā)現(xiàn)電流表指針如圖乙所示，則產(chǎn)生該現(xiàn)象的原因是電流表的正負接線柱接反了．
（3）排除故障后，同學們用燈泡L進行“測量小燈泡的電阻”的實驗，收集的信息如下表，請寫出分析信息得出結論的過程：由表中實驗數(shù)據(jù)可知，R₁=$\frac{{U}_{1}}{{I}_{1}}$=$\frac{1.0V}{0.2A}$=5Ω，R₂=$\frac{{U}_{2}}{{I}_{2}}$=$\frac{1.5V}{0.25A}$=6Ω，R₃=$\frac{{U}_{3}}{{I}_{3}}$=$\frac{2.5V}{0.3A}$≈8.3Ω，
隨電壓與電流的增大，由P=UI可知，燈泡實際功率增大，燈泡亮度增加，溫度升高，電阻變大，可得結論：燈絲的電阻隨溫度升高而增大．．

實驗次數(shù)	1	2	3
U/V	1.0	1.5	2.5
I/A	0.20	0.25	0.30
R/Ω
亮度	稍亮	較亮	更亮

（4）同學們在拓展實驗中，提出如果沒有電壓表利用圖丙所示電路圖也能測出額定電壓“2.5V”的小燈泡額定功率，請完成下列實驗步驟（R阻值為10Ω）：
①按電路圖連接實物，閉合開關S、S₁，調(diào)節(jié)滑動變阻器，使電流表示數(shù)為0.25A．
②閉合S、S₂，滑動變阻器滑片位置不變，讀出電流表示數(shù)為I．
③計算燈正常工作時的電流I_L=I-0.25A
④計算燈正常工作時的額定功率P_L．

Answer 1

分析 （1）滑動變阻器與燈泡、電流表串聯(lián)，并且按一上一下原則接線；
（2）圖乙中指針反偏，造成這一現(xiàn)象的原因是電流表的正負接線柱接反了；
（3）根據(jù)表格中的實驗數(shù)據(jù)，利用R=$\frac{U}{I}$分別計算燈泡的電阻，再結合P=UI分析答題；
（4）要測量小燈泡的額定功率，應使小燈泡兩端的電壓等于額定電壓，在缺少電壓表的情況下，可根據(jù)并聯(lián)電路各支路兩端的電壓相等進行設計電路：將定值電阻R與小燈泡并聯(lián)，滑動變阻器接在干路中，調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片，先將電流表與定值電阻串聯(lián)，觀察電流表示數(shù)，根據(jù)U=IR使定值電阻兩端的電壓等于額定電壓，再用電流表測出干路電流，根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點求出通過燈泡的電流，最后利用P=UI求出燈泡的額定功率．

解答 解：（1）滑動變阻器的滑片P 向A端移動時小燈泡變暗，將滑動變阻器B接線柱與電源的正極相連，如下圖所示：

（2）圖乙中指針反偏，造成這一現(xiàn)象的原因是電流表的正負接線柱接反了．
（3）由表中實驗數(shù)據(jù)可知，R₁=$\frac{{U}_{1}}{{I}_{1}}$=$\frac{1.0V}{0.2A}$=5Ω，R₂=$\frac{{U}_{2}}{{I}_{2}}$=$\frac{1.5V}{0.25A}$=6Ω，R₃=$\frac{{U}_{3}}{{I}_{3}}$=$\frac{2.5V}{0.3A}$≈8.3Ω，
隨電壓與電流的增大，由P=UI可知，燈泡實際功率增大，燈泡亮度增加，溫度升高，電阻變大，可得結論：燈絲的電阻隨溫度升高而增大．
（4）②閉合S、S₂，滑動變阻器滑片位置不變，此時電流表接在干路中，讀出電流表的示數(shù)I，即為通過小燈泡和定值電阻的電流之和．
故答案為：（1）實物電路連接如上圖；（2）電流表的正負接線柱接反了；（3）分析信息得出結論的過程如上；（4）②閉合S、S₂，滑動變阻器滑片位置不變．

點評 本題考查了電路故障分析、實驗數(shù)據(jù)處理、實驗設計分析等；認真分析表中實驗數(shù)據(jù)即可正確解題．