Question

廣廈學(xué)校小明同學(xué)想探究“一段電路中的電流跟電阻的關(guān)系”，利用了如圖甲所示的器材（電源電壓恒為6V）．

（1）請(qǐng)幫助小明將如圖所示的電路連接完整，使滑片向左移時(shí)電流表示數(shù)變大，并在方框中畫出相應(yīng)電路圖．
（2）在連接實(shí)物時(shí)開關(guān)要處于

斷開

狀態(tài)，閉合開關(guān)之前滑動(dòng)變阻器的滑片要移到

B

端．
（3）小明將第一次實(shí)驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)填入了表格中，然后將E、F兩點(diǎn)間的電阻由10Ω更換為20Ω，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片P向

B

端移動(dòng)（“A”或“B”），使電壓表示數(shù)直到①為止．此時(shí)電流表的指針位置如圖乙所示，請(qǐng)把測(cè)得的電流數(shù)值填入表中②處．

實(shí)驗(yàn)序號(hào)	電壓/V	電阻/Ω	電流/A
1	4	10	0.4
2	①	20	②

（4）小明根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得到如下結(jié)論：電流與電阻成反比．請(qǐng)問這個(gè)結(jié)論是否合適？
答：

不合適

（填“合適”或“不合適”）并說明理由

實(shí)驗(yàn)次數(shù)太少（沒有進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)）

 （至少說明一點(diǎn)）．
某實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)把定值電阻更換為額定電壓為3.8V的燈泡來測(cè)量小燈泡電功率，小燈泡的額定功率估計(jì)在1W左右．
（5）實(shí)驗(yàn)用

伏安法

方法來進(jìn)行測(cè)量，其實(shí)驗(yàn)原理是：

P=UI

．
（6）實(shí)物電路連接完檢查電路連接無誤，閉合開關(guān)后，燈泡不亮，電壓表有示數(shù)，電流表指針幾乎不動(dòng)，產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因可能是

燈泡處開路

．
（7）故障排除后，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，使小燈泡正常發(fā)光時(shí)，電流表示數(shù)如圖所示，請(qǐng)計(jì)算出此時(shí)小燈泡的電功率為③．

（8）實(shí)驗(yàn)中，同學(xué)們記錄了多組小燈泡兩端的電壓及對(duì)應(yīng)通過小燈泡的電流值，但表格中仍有不完整的地方，請(qǐng)將所缺內(nèi)容填寫完整．

電壓 U/V	1.0	1.5	2.0	2.5	3.0	3.8	4.0
電流 I/A	0.18	0.2	0.22	0.25	0.28	--	0.32
電功率P/（④）	0.18	0.3	0.44	0.625	0.84	③	1.28
燈泡發(fā)光情況	很暗-----→微亮----→正常發(fā)光→很亮

（9）小組同學(xué)們分析了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出：小燈泡的發(fā)光亮度是由燈泡的

實(shí)際功率

決定的，且

實(shí)際功率越大

，燈泡發(fā)光越亮．
（10）他們利用這個(gè)電路測(cè)小燈泡電功率后，還想用來測(cè)量小燈泡的電阻，其實(shí)驗(yàn)原理是

R=

U

I

，實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)燈泡在不同電壓下，其阻值是

不同

（填“相同”或“不同”），原因是

燈絲電阻受溫度影響

．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)電源的電壓確定電壓表的量程，且與電阻并聯(lián)；根據(jù)第三問可知電流表的量程，且與電阻串聯(lián)；滑動(dòng)變阻器一上一下的原則與電阻串聯(lián)，滑片向左移時(shí)電流表示數(shù)變大，故向左移時(shí)接入電阻應(yīng)變小，則可知滑動(dòng)變阻器的接法；根據(jù)電流流向法和先出后并的原則畫出電流圖．
（2）為了保護(hù)電路，連接電路時(shí)，開關(guān)處于斷開狀態(tài)，滑動(dòng)變阻器的滑片處于最大阻值處．
（3）實(shí)驗(yàn)中應(yīng)控制電阻兩端的電壓不變，E、F兩點(diǎn)間的電阻由10Ω更換為20Ω后，電阻兩端的電壓會(huì)變大，因此應(yīng)當(dāng)減小電路中電流，滑片應(yīng)向B端移動(dòng)，直到電壓表示數(shù)為4V；電流表示數(shù)可以根據(jù)量程和分度值來確定．
（4）應(yīng)該進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，測(cè)出多組數(shù)據(jù)；由于采用的控制變量法，所以在得出結(jié)論時(shí)需要加上一定的條件．
（5）伏安法測(cè)量小燈泡電功率的原理是：用電壓表測(cè)出燈泡兩端的電壓，用電流表測(cè)出通過燈泡的電流，根據(jù)P=UI求出小燈泡的電功率．
（6）電流表指針不動(dòng)，如果電路電流太小，電路正常，燈泡不亮，燈泡兩端電壓較小，電壓表示數(shù)較小；如果電路無電流，電路斷路，燈泡不亮，電壓表示數(shù)為電源電壓，電壓表串聯(lián)在電路中，燈泡斷路．
（7）根據(jù)電流表的量程和分度值讀出電流表的示數(shù)，根據(jù)P=UI求出燈泡的額定功率
（8）根據(jù)電功率的單位和額定電壓下燈泡的實(shí)際功率和額定功率相等，進(jìn)行解答
（9）由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出，燈泡亮度跟燈泡實(shí)際功率有關(guān)，燈泡實(shí)際功率越大，燈泡越亮．
（10）測(cè)量小燈泡的電阻的原理是R=

U

I

，根據(jù)歐姆定律分別求出不通電壓下燈泡的電阻，可知當(dāng)燈的電壓不同時(shí)，功率不同，燈越亮，燈絲的溫度越高，電阻越大．

解答：解：（1）電源的電壓為6V，根據(jù)串聯(lián)電路電阻分壓特點(diǎn)可知，電阻分得的最大電壓為6V，所以電壓表選015V的量程；根據(jù)第三問可知，電流表選00.6A的量程；滑片向左移時(shí)電流表示數(shù)變大，故向左移時(shí)接入電阻應(yīng)變小，所以應(yīng)接
滑動(dòng)變阻器的A接線柱，如右圖所示：
電流從正極出發(fā)，以次經(jīng)過電流表、電阻、滑動(dòng)變阻器、開關(guān)，最后把電壓表并在電阻的兩端，電路圖如右圖所示：

（2）連接電路時(shí)，開關(guān)處于斷開狀態(tài)，避免連接完最后一根導(dǎo)線，電路中就有電流，可能會(huì)損壞電路元件．滑動(dòng)變阻器的滑片處于B端，連入電路的阻值最大，電流最小，對(duì)電路起到保護(hù)作用．
（3）實(shí)驗(yàn)中應(yīng)控制電阻兩端的電壓不變，E、F兩點(diǎn)間的電阻由10Ω更換為20Ω后，電阻兩端的電壓會(huì)變大，因此應(yīng)當(dāng)減小電路中電流，滑片應(yīng)向B端移動(dòng)，直到電壓表示數(shù)為4V；電流表的量程為0～0.6A，分度值為0.02A，所以電流表的示數(shù)為0.2A．

實(shí)驗(yàn)序號(hào)	電壓/V	電阻/Ω	電流/A
1	4	10	0.4
2	4	20	0.2

（4）因?yàn)閷?shí)驗(yàn)次數(shù)太少，存在很大的偶然性，應(yīng)該多次測(cè)量才能得出普遍規(guī)律；在得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論時(shí)，需要加上“電壓一定”的條件．
（5）測(cè)量小燈泡電功率的實(shí)驗(yàn)方法是伏安法，原理是P=UI
（6）電壓表有示數(shù)，且接近電源電壓，電壓表串聯(lián)在電路中，燈泡斷路，電流表無示數(shù)．
（7）電流表的量程為0～0.6A，分度值為0.02A，所以電流表的示數(shù)為0.3A．
燈泡的額定功率P=UI=3.8V×0.3A=1.14W
（8）電功率的單位為：W；小燈泡3.8V時(shí)的電功率為1.14W；故表格如下：

電壓 U/V	1.0	1.5	2.0	2.5	3.0	3.8	4.0
電流 I/A	0.18	0.2	0.22	0.25	0.28	--	0.32
電功率P/（W）	0.18	0.3	0.44	0.625	0.84	1.14	1.28
燈泡發(fā)光情況	很暗-----→微亮----→正常發(fā)光→很亮

（9）實(shí)驗(yàn)過程中，燈泡越來越亮，實(shí)際功率越來越大，燈泡亮度取決于燈泡的實(shí)際功率．
（10）測(cè)量小燈泡的電阻的原理是R=

U

I

，根據(jù)歐姆定律分別求出不通電壓下燈泡的電阻，可知當(dāng)燈的電壓不同時(shí)，功率不同，燈越亮，燈絲的溫度越高，電阻越大．
故答案為：（1）如圖所示；（2）斷開；B；（3）B；如表格所示；（4）不合適；實(shí)驗(yàn)次數(shù)太少（沒有進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)） 結(jié)論缺少“電壓一定”的前提；（5）伏安法；P=UI；（6）燈泡處開路（或“燈泡燈絲斷了”、“燈泡與燈座接觸不良”等合理答案均可）；（7）1.14W；（8）如表格所示；（9）實(shí)際功率；實(shí)際功率越大；（10）R=

U

I

，不同，燈絲電阻受溫度影響．

點(diǎn)評(píng)：本題涉及的知識(shí)點(diǎn)較多，考查了伏安法測(cè)一段電路中的電流跟電阻的關(guān)系、測(cè)燈泡的額定功率和電阻實(shí)驗(yàn)的原理、注意事項(xiàng)、電路故障等，綜合性強(qiáng)，給解題帶來了很大的困難．