Question

廣廈學校小明同學想探究“一段電路中的電流跟電阻的關系”，利用了如圖甲所示的器材（電源電壓恒為6V）．

（1）請幫助小明將如圖所示的電路連接完整，使滑片向左移時電流表示數變大，并在方框中畫出相應電路圖．
（2）在連接實物時開關要處于______狀態，閉合開關之前滑動變阻器的滑片要移到______端．
（3）小明將第一次實驗得到的數據填入了表格中，然后將E、F兩點間的電阻由10Ω更換為20Ω，調節滑動變阻器的滑片P向______端移動（“A”或“B”），使電壓表示數直到①為止．此時電流表的指針位置如圖乙所示，請把測得的電流數值填入表中②處．

實驗序號	電壓/V	電阻/Ω	電流/A
1	4	10	0.4
2	①	20	②

（4）小明根據實驗數據得到如下結論：電流與電阻成反比．請問這個結論是否合適？
答：______（填“合適”或“不合適”）并說明理由______ （至少說明一點）．
某實驗小組的同學把定值電阻更換為額定電壓為3.8V的燈泡來測量小燈泡電功率，小燈泡的額定功率估計在1W左右．
（5）實驗用______方法來進行測量，其實驗原理是：______．
（6）實物電路連接完檢查電路連接無誤，閉合開關后，燈泡不亮，電壓表有示數，電流表指針幾乎不動，產生這一現象的原因可能是______．
（7）故障排除后，移動滑動變阻器的滑片，使小燈泡正常發光時，電流表示數如圖所示，請計算出此時小燈泡的電功率為③．

（8）實驗中，同學們記錄了多組小燈泡兩端的電壓及對應通過小燈泡的電流值，但表格中仍有不完整的地方，請將所缺內容填寫完整．

電壓 U/V	1.0	1.5	2.0	2.5	3.0	3.8	4.0
電流 I/A	0.18	0.2	0.22	0.25	0.28	--	0.32
電功率P/（④）	0.18	0.3	0.44	0.625	0.84	③	1.28
燈泡發光情況	很暗-----→微亮----→正常發光→很亮

（9）小組同學們分析了實驗數據得出：小燈泡的發光亮度是由燈泡的______決定的，且______，燈泡發光越亮．
（10）他們利用這個電路測小燈泡電功率后，還想用來測量小燈泡的電阻，其實驗原理是______，實驗時發現燈泡在不同電壓下，其阻值是______（填“相同”或“不同”），原因是______．

Answer 1

【答案】分析：（1）根據電源的電壓確定電壓表的量程，且與電阻并聯；根據第三問可知電流表的量程，且與電阻串聯；滑動變阻器一上一下的原則與電阻串聯，滑片向左移時電流表示數變大，故向左移時接入電阻應變小，則可知滑動變阻器的接法；根據電流流向法和先出后并的原則畫出電流圖．
（2）為了保護電路，連接電路時，開關處于斷開狀態，滑動變阻器的滑片處于最大阻值處．
（3）實驗中應控制電阻兩端的電壓不變，E、F兩點間的電阻由10Ω更換為20Ω后，電阻兩端的電壓會變大，因此應當減小電路中電流，滑片應向B端移動，直到電壓表示數為4V；電流表示數可以根據量程和分度值來確定．
（4）應該進行多次實驗，測出多組數據；由于采用的控制變量法，所以在得出結論時需要加上一定的條件．
（5）伏安法測量小燈泡電功率的原理是：用電壓表測出燈泡兩端的電壓，用電流表測出通過燈泡的電流，根據P=UI求出小燈泡的電功率．
（6）電流表指針不動，如果電路電流太小，電路正常，燈泡不亮，燈泡兩端電壓較小，電壓表示數較小；如果電路無電流，電路斷路，燈泡不亮，電壓表示數為電源電壓，電壓表串聯在電路中，燈泡斷路．
（7）根據電流表的量程和分度值讀出電流表的示數，根據P=UI求出燈泡的額定功率
（8）根據電功率的單位和額定電壓下燈泡的實際功率和額定功率相等，進行解答
（9）由實驗數據得出，燈泡亮度跟燈泡實際功率有關，燈泡實際功率越大，燈泡越亮．
（10）測量小燈泡的電阻的原理是R=，根據歐姆定律分別求出不通電壓下燈泡的電阻，可知當燈的電壓不同時，功率不同，燈越亮，燈絲的溫度越高，電阻越大．
解答：解：（1）電源的電壓為6V，根據串聯電路電阻分壓特點可知，電阻分得的最大電壓為6V，所以電壓表選015V的量程；根據第三問可知，電流表選00.6A的量程；滑片向左移時電流表示數變大，故向左移時接入電阻應變小，所以應接
滑動變阻器的A接線柱，如右圖所示：
電流從正極出發，以次經過電流表、電阻、滑動變阻器、開關，最后把電壓表并在電阻的兩端，電路圖如右圖所示：

（2）連接電路時，開關處于斷開狀態，避免連接完最后一根導線，電路中就有電流，可能會損壞電路元件．滑動變阻器的滑片處于B端，連入電路的阻值最大，電流最小，對電路起到保護作用．
（3）實驗中應控制電阻兩端的電壓不變，E、F兩點間的電阻由10Ω更換為20Ω后，電阻兩端的電壓會變大，因此應當減小電路中電流，滑片應向B端移動，直到電壓表示數為4V；電流表的量程為0～0.6A，分度值為0.02A，所以電流表的示數為0.2A．

實驗序號	電壓/V	電阻/Ω	電流/A
1	4	10	0.4
2	4	20	0.2

（4）因為實驗次數太少，存在很大的偶然性，應該多次測量才能得出普遍規律；在得出實驗結論時，需要加上“電壓一定”的條件．
（5）測量小燈泡電功率的實驗方法是伏安法，原理是P=UI
（6）電壓表有示數，且接近電源電壓，電壓表串聯在電路中，燈泡斷路，電流表無示數．
（7）電流表的量程為0～0.6A，分度值為0.02A，所以電流表的示數為0.3A．
燈泡的額定功率P=UI=3.8V×0.3A=1.14W
（8）電功率的單位為：W；小燈泡3.8V時的電功率為1.14W；故表格如下：

電壓 U/V	1.0	1.5	2.0	2.5	3.0	3.8	4.0
電流 I/A	0.18	0.2	0.22	0.25	0.28	--	0.32
電功率P/（W）	0.18	0.3	0.44	0.625	0.84	1.14	1.28
燈泡發光情況	很暗-----→微亮----→正常發光→很亮

（9）實驗過程中，燈泡越來越亮，實際功率越來越大，燈泡亮度取決于燈泡的實際功率．
（10）測量小燈泡的電阻的原理是R=，根據歐姆定律分別求出不通電壓下燈泡的電阻，可知當燈的電壓不同時，功率不同，燈越亮，燈絲的溫度越高，電阻越大．
故答案為：（1）如圖所示；（2）斷開；B；（3）B；如表格所示；（4）不合適；實驗次數太少（沒有進行多次實驗） 結論缺少“電壓一定”的前提；（5）伏安法；P=UI；（6）燈泡處開路（或“燈泡燈絲斷了”、“燈泡與燈座接觸不良”等合理答案均可）；（7）1.14W；（8）如表格所示；（9）實際功率；實際功率越大；（10）R=，不同，燈絲電阻受溫度影響．
點評：本題涉及的知識點較多，考查了伏安法測一段電路中的電流跟電阻的關系、測燈泡的額定功率和電阻實驗的原理、注意事項、電路故障等，綜合性強，給解題帶來了很大的困難．