1.小雷想知道小燈的亮暗程度與什么因素有關(guān).于是找來額定電流均小于0.6A,額定電壓是2.5V的燈L1和額定電壓是3.8V的燈L2,先后接在電源電壓恒為6V的電路中,按照如圖所示的電路開始探究.
(1)用筆畫線代替導(dǎo)線,根據(jù)圖甲所示的電路圖,將圖乙所示實(shí)物圖連接完整.
(2)若小雷連接電路后閉合開關(guān),燈L1幾乎不發(fā)光,移動滑片P也不能改變燈的亮度.原因是他把滑動變阻器的A、B(A、B/C、D)接線柱接入了電路.
(3)小雷排除故障后,按圖乙所示的電路繼續(xù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn):
①閉合開關(guān),滑片P向A(A/B)端移動,使燈L1發(fā)光,測出燈L1的相關(guān)物理量,記錄和計(jì)算結(jié)果如表:
②請將記錄數(shù)據(jù)時遺漏的物理量和單位填入表格的空格處.
次數(shù)電壓/V實(shí)際功率/W電阻/Ω
11.60.200.328.00
22.50.240.6010.42
32.80.260.7310.77
(4)小雷注意到燈L1的亮度變化是:第二次比第一次亮,第三次比第二次更亮.結(jié)合表中數(shù)據(jù)得出的結(jié)論是小燈泡越亮,它的實(shí)際功率越大.
(5)用L2替換L1重復(fù)上面的實(shí)驗(yàn)時,需要改變電壓表的量程,發(fā)現(xiàn)燈L2的亮度變化規(guī)律與燈L1相似.
(6)小雷在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后與同學(xué)們討論:
①有同學(xué)認(rèn)為“用上表中燈L1的3次電阻的平均值代表它的電阻更準(zhǔn)確.”這種說法錯誤的原因是:忽略了溫度對小燈電阻的影響,
②有同學(xué)認(rèn)為“把燈L1換成定值電阻,該實(shí)驗(yàn)可以用來研究導(dǎo)體中的電流與電壓的關(guān)系,”你認(rèn)為這種說法是正確的(正確/錯誤).

分析 (1)由圖可知還有電壓表、電流表、滑動變阻器沒有連接在電路中,連接時要注意電壓表、電流表的量程選擇和正負(fù)接線柱、以及連接方式,滑動變阻器已經(jīng)選定了下面接線柱,上面接線柱任意選擇,注意連接方式即可.
根據(jù)電路圖,從電源正極開始,依次連接各元件,到電源負(fù)極,補(bǔ)齊遺漏的導(dǎo)線,最后把電壓表并聯(lián)在燈泡兩端.
(2)燈泡L1幾乎不發(fā)光,說明電路是通路,但是電流太小,并且移動串聯(lián)在電路中的滑動變阻器的滑片,燈泡亮度不變,說明電路中的電阻太大,滑動變阻器又不起作用,是滑動變阻器把下面兩個接線柱接入電路了.
(3)排除故障,在實(shí)驗(yàn)前滑片在B端處于最大阻值處,要繼續(xù)實(shí)驗(yàn),滑片向阻值減小的A端移動.
燈泡亮度取決于燈泡的實(shí)際功率.求得功率需要知道電壓和電流,所以空白處填入電流,單位為“A”.
(4)比較燈泡亮度增大時,可以判斷燈泡的實(shí)際功率,因?yàn)闊襞莸牧炼扔蔁襞莸膶?shí)際功率決定的.
(5)L1的額定電壓為2.5V,電壓表選擇0~3V量程.
L2的額定電壓為3.8V,電壓表選擇0~15V量程.
更換燈泡,同時更換電壓表的量程.
(6)導(dǎo)體電阻大小跟導(dǎo)體長度、橫截面積、材料、溫度有關(guān).
燈絲電阻受溫度影響較大,定值電阻阻值受溫度影響較小,從溫度上考慮.
電流跟電阻和電壓同時有關(guān),L1換成定值電阻,電阻一定,可以探究電流跟電壓的關(guān)系.

解答 解:(1)電壓表的負(fù)接線柱與燈泡的左接線柱相連,滑動變阻器的任意上方接線柱與電流表0.6的接線柱相連,如下圖所示:

(2)閉合開關(guān),燈L1幾乎不發(fā)光→電路電流太小→電路電阻太大,并且移動滑動變阻器滑片,燈泡亮度不改變,滑動變阻器都接下面A、B兩個接線柱.
(3)滑動變阻器接入A接線柱,滑片在B端,滑動變阻器連入電路電阻最大,電流最小,起到保護(hù)電路作用.繼續(xù)實(shí)驗(yàn)時,滑動變阻器阻值減小,滑片向A端移動.
燈泡亮度跟實(shí)際功率有關(guān),實(shí)際功率P=UI,需要記錄電壓和電流,電流的單位為A.
(4)從實(shí)驗(yàn)1→實(shí)驗(yàn)2→實(shí)驗(yàn)3,燈泡越來越亮,燈泡實(shí)際功率越大.
(5)L1的額定功率為2.5V,電壓表選擇0~3V量程.
L2的額定功率為 3.8V,電壓表選擇0~15V量程.
所以L2替換L1,同時更換電壓表量程.
(6)①燈絲電阻受溫度影響較大,燈泡在不同電壓下,溫度不同,燈絲中電阻不同,計(jì)算平均值代表燈絲電阻無意義,小雷忽略溫度對電阻的影響.
②L1換成定值電阻,能保持電阻不變,通過改變電壓來改變電流能探究電流跟電壓的關(guān)系.
故答案為:(1)如上圖;(2)A、B;(3)A;電流/A;(4)大;(5)電壓;(6)①溫度;②正確..

點(diǎn)評 本題容量很大,涉及到的知識點(diǎn)較多:由電路圖連接實(shí)物圖、電表量程的選擇和連接、滑動變阻器接線柱的選擇、實(shí)驗(yàn)操作過程、表格設(shè)計(jì)、實(shí)際功率與亮度關(guān)系、電阻大小影響因素、歐姆定律等等,綜合性很強(qiáng),是一道難度較大的實(shí)驗(yàn)題.

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(1)在實(shí)線框內(nèi)畫出試驗(yàn)用電路圖;

(2)在虛線框內(nèi)設(shè)計(jì)一個實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理表格,并合理注明各物理量及其單位;

(3)該實(shí)驗(yàn)原理公式是R=$\frac{U}{I}$;
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