Question

在測定額定電壓為3.8 V的小燈泡功率的實驗中，某同學通過實驗測得5組數據，并將它們記錄在表格中，同時也記錄了小燈泡亮度的變化情況．

實驗次序	1	2	3	4	5
U/V	3.0	3.5	3.8	4.0	4.5
I/A	0.27	0.30	0.31	0.32	0.34
亮度	逐 漸 變 亮

（1）以筆畫線代替導線連接實物圖

（2）在連接電路時，應將開關________；閉合開關前，應將滑動變阻器的滑片移至最________端．
（3）實驗時，滑動變阻器的滑片置于某處時，電壓表的示數為3.2 V，電流表的示數如圖所示，則此時通過燈絲的電流是________A，小燈泡此時的實際功率為________W；接下去若要測小燈泡的額定功率，則應將滑片向________移．

（4）請分析表格中的實驗數據和實驗現象，并回答以下問題：
①小燈泡的額定功率是________W；
②小燈泡的亮度變化規律是________：
③你的新發現：________．

Answer 1

解：（1）電源的電壓為3V，所以電壓表選3V的量程，且與燈泡并聯，電流表與燈泡串聯，滑動變阻器按一上一下的原則串聯在電路中．如圖
（2）實物電路連接的過程中開關應處于斷開狀態，防止某處短路，燒壞電路元件，電路連接完后，應將滑片移到最大阻值處，起保護電路的作用．
（3）電流表的量程為0～0.6A，分度值為0.02A，所以此時通過小燈泡的電流I=0.28A；此時的實際功率：P=UI=3.2V×0.28A=0.896W；
要測小燈泡的額定功率，則應將滑片向右移動，增大電路中電流，使小燈泡兩端的電壓達到3.8V．
（4）①由圖知當電壓為3.8V時，電流為0.31A，
則小燈泡的額定功率：
P_額=U_額I_額=3.8V×0.31A=1.178W；
②由表可知：隨著電壓的增大，亮度增加，
所以得出規律：電壓越大，電功率越大，亮度越大；
③由歐姆定律得：電阻依次為：10.7Ω，11.7Ω，12.2Ω，12.5Ω，13.2Ω，當電壓增大時，燈泡的實際功率變大，燈絲的溫度升高，電阻變大，故燈絲電阻的大小與溫度有關．
故答案為：（1）如上圖；（2）斷開；大阻值；（3）0.28；0.896；右；（4）①1.178W；②電壓越大，電功率越大，亮度越大；③燈絲電阻的大小與溫度有關．
分析：（1）根據電源的電壓確定電壓表的量程，且與燈泡并聯，電流表與燈泡串聯，滑動變阻器按一上一下的原則串聯在電路中．
（2）根據實物連接的注意事項進行分析，即連接過程中開關應該處于斷開狀態，防止某處短路，燒壞電路元件，電路連接完后，應將滑片移到阻值最大處，保護電路．
（3）根據電流表的量程和分度值確定示數的大小；根據P=UI求出此時小燈泡的功率；要測小燈泡的額定功率，必須調節滑動變阻器，使小燈泡兩端的電壓達到額定電壓．
（4）①由表格中數據可知額定電壓下的電流，由P=UI可求得額定功率；
②由表中所示可得燈泡亮度的變化與電壓的關系；
③表格中已列出電壓及電流，根據歐姆定律求出電阻，故可以推導電阻的變化，并探究問題．
點評：本題考查了實物的電路連接和電壓表、電流表、滑動變阻器的正確使用，以及電功率公式、歐姆定律的計算等，雖然涉及的知識點較多，但都是基礎題．