Question

小劉想知道小燈的亮暗程度與什么因素有關．于是找來額定電流均小于0.6A，額定電壓是2.5V的燈L₁和額定電壓是3.8V的燈L₂，先后接在電源電壓恒為6V的電路中，按照如圖甲所示的電路開始探究．

（1）請你用筆畫線代替導線，根據圖甲所示的電路圖，將圖乙所示實物圖連接完整______．
（2）小劉正確接好電路后開始進行實驗．
①閉合開關，滑片P向______（選填“左”或“右”）端移動，使燈L₁發光，測出燈L₁的相關物理量，記錄和計算結果如下表：
②請將記錄數據時遺漏的物理量和單位填入表格的空格處．

次數	電壓（V）		實際功率（W）	電阻（Ω）
1	1.6	0.20	0.32	8.00
2	2.5	0.24	0.60	10.24
3	2.8	0.26	0.73	1077

（3）小劉注意到燈L₁的亮度變化是：第二次比第一次亮，第三次比第二次更亮．結合表中數據得出的結論是小燈泡越亮，它的實際功率越______．
（4）用L₂替換L₁重復上面的實驗時，需要改變______表的量程，發現燈L₂的亮度變化規律與燈L₁相似．
（5）小劉在實驗結束后與同學們討論：
①有同學認為“求小燈泡正常工作時的電阻，用上表中燈L₁的3次電阻的平均值代表它的電阻更準確”，這種說法錯誤的原因是小劉忽略了______對小燈電阻的影響．
②有同學認為“把燈L₁換成定值電阻，該實驗可以用來研究導體中的電流與電壓的關系”．你認為這種說法______  （選填“正確”或“錯誤”）．

Answer 1

【答案】分析：（1）本題還有電壓表、電流表、滑動變阻器沒有連接在電路中，連接時要注意電壓表、電流表的量程選擇和正負接線柱、以及連接方式，滑動變阻器已經選定了下面接線柱，上面接線柱任意選擇，注意連接方式即可．
根據電路圖，從電源正極開始，依次連接各元件，到電源負極，補齊遺漏的導線，最后把電壓表并聯在燈泡兩端．
（2）排除故障，在實驗前滑片在B端處于最大阻值處，要繼續實驗，滑片向阻值減小的A端移動．
燈泡亮度取決于燈泡的實際功率．求得功率需要知道電壓和電流，所以空白處填入電流，單位為“A”．
（3）比較燈泡亮度增大時，可以判斷燈泡的實際功率，因為燈泡的亮度由燈泡的實際功率決定的．
（4）L₁的額定電壓為2.5V，電壓表選擇0～3V量程．
L₂的額定電壓為3.8V，電壓表選擇0～15V量程．
更換燈泡，同時更換電壓表的量程．
（5）導體電阻大小跟導體長度、橫截面積、材料、溫度有關．
燈絲電阻受溫度影響較大，定值電阻阻值受溫度影響較小，從溫度上考慮．
電流跟電阻和電壓同時有關，L₁換成定值電阻，電阻一定，可以探究電流跟電壓的關系．
解答：解：（1）L₁和L₂的額定電流均小于0.6A，電流表選擇0～0.6A，電流表串聯在電路中．
滑動變阻器已經選擇下面接線柱，上面任意選擇一個接線柱，滑動變阻器串聯在電路中．
所以，電流表的“0.6”接線柱與滑動變阻C（或D）相連，電壓表的“-”接線柱與燈泡左端相連．
如下圖：
或
（2）滑動變阻器接入A接線柱，滑片在B端，滑動變阻器連入電路電阻最大，電流最小，起到保護電路作用．繼續實驗時，滑動變阻器阻值減小，滑片向左端移動．
燈泡亮度跟實際功率有關，實際功率P=UI，需要記錄電壓和電流，電流的單位為A．
（3）從實驗1→實驗2→實驗3，燈泡越來越亮，燈泡實際功率越大．
（4）L₁的額定功率為2.5V，電壓表選擇0～3V量程．
L₂的額定功率為 3.8V，電壓表選擇0～15V量程．
所以L₂替換L₁，同時更換電壓表量程．
（5）燈絲電阻受溫度影響較大，燈泡在不同電壓下，溫度不同，燈絲中電阻不同，計算平均值代表燈絲電阻無意義，小劉忽略溫度對電阻的影響．
L₁換成定值電阻，能保持電阻不變，通過改變電壓來改變電流能探究電流跟電壓的關系．
故答案為：（1）如上圖；（2）左，電流（A ）；（3）大；（4）電壓；（5）溫度；正確．
點評：本題容量很大，涉及到很多知識點，由電路圖連接實物圖，電壓表、電流表量程的選擇，連接方式，滑動變阻器接線柱的選擇，實驗操作過程，表格設計，實際功率與亮度關系，電阻大小影響因素，歐姆定律等等．綜合性很強，是很難的綜合性習題．