Question

9．利用如圖甲所示的裝置講行電學實驗的復習，電源為2節新干電池，小燈泡的額定電壓為2.5V，利用滑動變阻器來改變電源的輸出電壓．
（1）若利用該電路進行“比較小燈泡的亮度”實驗，請你用筆劃線代替導線，完成電路的連接．
（2）電路連接完整后開始實驗，當向左端移動變阻器的滑片P時，電流表的示數將變大．
（3）某小組同學利用所給的器材又“研究了小燈泡的電阻”實驗，測得如下表的數據：

燈泡兩端電壓/V	0.5	1.5	2.5
燈泡中的電流/A	0.1	0.2	0.3

請通過分析實驗數據得出結論．
（4）另一小組將小燈泡換成一個定值電阻，又探究了“電流與電壓的關系”．請你畫出記錄、分析實驗數據、得出結論的表格．

Answer 1

分析 （1）將電壓表與燈泡并聯，根據電源電壓確定電壓表的量程；電流表與燈泡串聯，可選用小量程；
（2）當向左端移動變阻器的滑片P時，滑動變阻器接入電路的阻值減小，根據串聯電路電阻特點和歐姆定律可判斷電路中電流的變化；
（3）知道三次實驗燈泡兩端的電壓和通過燈泡的電流，根據歐姆定律的變形公式求出燈泡的電阻，進而得出結論；
（4）根據電流與電壓的關系實驗中要測量的物理量即可設計實驗表格．

解答 解：（1）由兩節干電池串聯而成的電源電壓U=2×1.5V=3V，所以電壓表可選擇0～3V的量程，且電壓表與小燈泡并聯，
電流表與燈泡串聯，根據題意可知，電流表可選擇0～0.6A的量程，如圖所示：

（2）由圖可知，當向左端移動變阻器的滑片P時，滑動變阻器接入電路的阻值減小，電路的總電阻減小，所以電路中的電流將變大，即電流表的示數將變大．
（3）由表格數據可知，當燈泡兩端的電壓U₁=0.5V，燈泡中的電流I₁=0.1A，
由歐姆定律可得，第1次測量時小燈泡的電阻：
R₁=$\frac{{U}_{1}}{{I}_{1}}$=$\frac{0.5V}{0.1A}$=5Ω；
同理，后2次測量時小燈泡的電阻分別為：
R₂=$\frac{{U}_{2}}{{I}_{2}}$=$\frac{1.5V}{0.2A}$=7.5Ω；R₃=$\frac{{U}_{3}}{{I}_{3}}$=$\frac{2.5V}{0.3A}$≈8.3Ω．
通過計算和表格數據可知，隨著燈泡兩端電壓的升高，通過燈泡的電流隨之變大，燈泡的實際功率變大，亮度增大，溫度升高，燈泡電阻增大，故可得出結論：小燈泡的電阻隨溫度的升高而增大．
（4）將小燈泡換成一個定值電阻，將滑動變阻器滑片從一端調節到另一端，并得到多組電流、電壓值，如下表格：

實驗次數	1	2	3	4	5
電壓U/V
電流I/A
實驗結論

故答案為：（1）見上圖；（2）變大；（3）小燈泡的電阻隨溫度的升高而增大；（4）見上面表格．

點評 本題是一道實驗綜合題，主要考查了電路的連接、滑動變阻器的使用、小燈泡的電阻與溫度的關系及電流與電壓的關系實驗記錄表格的設計等知識，綜合性較強，有一定的難度．