Question

（2006?綿陽）（1）為了測定額定電壓為2.5V的小燈泡的額定電功率，實驗室提供器材有：電源一個、滑動變阻器一個、電壓表兩只、開關一只、導線若干、另有一個電子元件，該電子元件I-U圖象（即通過電子元件的電流I與電子元件兩端的電壓U的關系圖線）如圖甲所示．

①一同學設計了如圖乙所示的電路圖，圖丙是根據電路圖乙連接實物圖的一部分，請用筆畫線代替導線將實物連線補充完整．
②測量時要調節滑動變阻器滑片使電壓表V₁的示數為

2.5

v，若此時電壓表V₂的示數為2.2V，則燈泡的額定電功率為

0.7

W．
（2）實驗室有如下器材：兩根長度相同、橫截面積不同的鎳鉻合金絲，一個電源，一只電流表，一個保護電阻，一個開關，若干根導線．要求探究的問題有兩個：A、探究導體的電阻與它的橫截面積的關系；B、探究導體的電阻與它的長度的關系．
只利用上述器材能否完成A、B兩個探究任務？如果你認為能，請繼續回答下面①中的問題；如果你認為不能，則回答下面②中的問題．（選①回答正確得6分，選②回答正確得5分；①②都回答以①評分．）
①老師已經設計并連接好基本實驗電路．請你寫出繼續完成探究任務A．需要進行的主要實驗操作和需要記錄的測量數據：

將兩根鎳鉻合金絲分別全部接入電路，記錄不同橫截面積時電流表對應的讀數

分析記錄數據就得到導體電阻與橫截面積的關系；完成探究任務B需要進行的主要實驗操作和需要記錄的測量數據：

將一根鎳鉻合金絲全部長度接入電路中，記錄電流表的讀數；將同一根鎳鉻合金絲的部分長度接入電路中，記錄電流表的讀數（或將同一根鎳鉻合金絲的全部長度和部分長度分別接入電路中，記錄電流表對應的兩次讀數）

，分析記錄數據就得到導體電阻與長度的關系．
②要求完成A、B兩個探究任務，需要補充哪些器材？

一根橫截面積與已有的兩根中的任意一根相同，但長度不同的鎳鉻合金絲（或兩根橫截面積相同但長度不同的鎳鉻合金絲）

．
按你的要求補齊實驗器材，老師已經設計并連接好基本實驗電路，請你寫出繼續完成探究任務A需要進行的主要實驗操作和需要記錄的測量數據：

將兩根長度相同、橫截面積不同的鎳鉻合金絲分別全部接入電路中，記錄不同橫截面積時電流表對應的讀數

分析記錄數據就得到導體電阻與橫截面積的關系；
完成探究任務B需要進行的主要實驗操作和需要記錄的測量數據：

將兩根橫截面積相同長度不同的鎳鉻合金絲分別全部接入電路中，記錄不同長度時電流表對應的讀數

，分析記錄數據就得到導體電阻與長度的關系．

Answer 1

分析：（1）①實物圖中，沒有連接的是滑動變阻器和電壓表V₁，滑動變阻器接線柱按“一上、一下”的方式連接，電壓表V₁的量程根據小燈泡的額定電壓選；
②實驗中小燈泡和電子元件串聯，電壓表V₁測量小燈泡兩端的電壓，電壓表V₂測量電子元件兩端的電壓；當電壓表V₁示數等于小燈泡額定電壓2.5V時，小燈泡正常發光，此時電壓表V₂示數對應甲圖的電流值就是燈泡的額定電流，額定電壓和額定電流的乘積就是額定功率．
（2）探究導體的電阻與長度和橫截面積的關系采用的是控制變量法，探究導體的電阻與它的橫截面積的關系時，應該控制長度和材料相同；探究導體的電阻與它的長度的關系時，應該控制橫截面積和材料相同．

解答：解：（1）①滑動變阻器下面的接線柱已選，上面選擇哪一個都行；小燈泡的額定電壓是2.5V，因此電壓表V₁選擇0～3V量程即可，連接后如下圖．
②小燈泡的額定電壓是2.5V，此時電子元件兩端的電壓2.2V，對應甲圖中的電流為0.28A，因為電子元件和小燈泡串聯電流相等，所以小燈泡的額定電流為0.28A，燈泡的額定功率P=UI=2.5V×0.28A=0.7W．
（2）在探究導體電阻與長度和橫截面積的關系時，采用控制變量法的思想．研究電阻和橫截面積的關系，選用兩根長度和材料相同，橫截面積不同的電阻絲分別接入電路，電流表示數的大小間接反應電阻的大小；研究電阻和長度的關系，選用兩根橫截面積和材料相同，長度不同的電阻絲分別接入電路，電流表示數的大小間接反應電阻的大小．
故答案為：（1）①如下圖；②2.5、0.7；
（2）①將兩根鎳鉻合金絲分別全部接入電路，記錄不同橫截面積時電流表對應的讀數；
將一根鎳鉻合金絲全部長度接入電路中，記錄電流表的讀數，將同一根鎳鉻合金絲的部分長度接入電路中，記錄電流表的讀數（或將同一根鎳鉻合金絲的全部長度和部分長度分別接入電路中，記錄電流表對應的兩次讀數）．
②一根橫截面積與已有的兩根中的任意一根相同，但長度不同的鎳鉻合金絲（或兩根橫截面積相同但長度不同的鎳鉻合金絲）；
將兩根長度相同、橫截面積不同的鎳鉻合金絲分別全部接入電路中，記錄不同橫截面積時電流表對應的讀數；
將兩根橫截面積相同長度不同的鎳鉻合金絲分別全部接入電路中，記錄不同長度時電流表對應的讀數．

點評：（1）題中易錯點是小燈泡額定電流的確定，學生必須掌握串聯電路電流的特點和具備一定的圖象分析能力；
（2）題中重點是能夠根據控制變量法的思想設計和進行實驗，要求學生熟悉控制變量法實驗的一般步驟和思路．