Question

9．按要求完成下列兩則電學實驗：

如圖所示為“探究影響導體電阻大小的因素”的實驗電路，A、B是用來接入實驗導體的接頭位置．
（1）本實驗通過觀察燈泡的亮度或電流表示數來比較導體電阻的大小．
（2）如果我們手邊只有一根較長的電阻絲，利用它可以探究導體的電阻是否與的長度和橫截面積有關．如圖所示是用“伏安法“測量小燈泡電阻的電路，待測小燈泡的額定電壓為2.5V．
①閉合開關前，應將滑動變阻器的滑片滑到最左（填“左”或“右”）端．
②實驗前，滑動滑動變阻器的滑片記錄了小燈泡兩端多組不同的電壓及對應的通過小燈泡的電流值，并根據這些數據在坐標紙上給出了U-I圖象（如圖乙所示）．分析圖象可知：當小燈泡兩端的電壓為額定電壓的1.2倍時，小燈泡的功率為0.75W，小燈泡正常發光時燈絲電阻大于（選填“大于”或“小于”或“等于”）10Ω．

Answer 1

分析 （1）根據電阻是阻礙電流大小的因素，而與其串聯的燈泡通過燈泡的明暗程度可以反映電流的大小進行分析；
（2）導體的電阻是本身的屬性，它跟導體的長度、橫截面積和材料有關，當探究影響導體電阻大小的因素時，應控制其它的因素不變，只改變該因素看電阻如何變化；
①閉合開關前，應將滑動變阻器的滑片滑到最大值處；
②計算出燈泡的實際電壓，由圖象讀出此時通過燈泡的電流，由P=UI計算其實際功率；
由圖象讀出燈泡正常發不時電流，計算其阻值．

解答 解：
（1）因為通過燈泡的電流越大，燈泡越亮，因此AB間的電阻越大，電路中的電流越小，燈泡的越暗；反之，燈泡越亮；故根據燈泡的亮度或電流表示數反映AB間電阻的大小；
（2）導體的電阻是本身的屬性，它跟導體的長度、橫截面積和材料有關：
當探究導體電阻與長度的關系時，可控制橫截面積和材料不變，改變導體的長度，可以改變電阻絲接入電路長度，所以能夠完成；
當探究導體電阻與橫截面積的關系時，可控制長度和材料不變，改變導體的橫截面積，可以將電阻絲對折，所以能夠完成；
當探究導體電阻與材料的關系時，可控制長度和橫截面積不變，因為只有一個金屬絲，所以無法改變材料，不能夠完成；
故利用它可以探究導體電阻是否與導體的長度和橫截面積有關；
①為了保護電路，由圖甲知，閉合開關前，應將滑動變阻器的滑片滑到最大值左端；
②當小燈泡兩端的電壓為額定電壓的1.2倍時，即實際電壓：U=1.2U_額=1.2×2.5V=3V，由圖象可知此時通過燈泡的電流為0.25A，
所以小燈泡的實際功率為：P=UI=3V×0.25A=0.75W；
小燈泡正常發光時電壓2.5V，由圖象可知此時通過燈泡的電流小于0.25A，由R=$\frac{U}{I}$可知，此時燈絲電阻大于10Ω．
故答案為：
（1）燈泡的亮度或電流表示數；
（2）長度；橫截面積；①左；②0.75；大于．

點評 本題探究影響導體電阻大小的因素和測燈泡電阻的綜合實驗題，考查了轉換法和控制變量法的靈活運用，功率和電阻計算，關鍵是從圖象中找到有用數據．