Question

1．小志和他的同學們想知道“小燈泡的亮暗程度與什么因素有關(guān)”．于是選擇額定電壓是2.5V的燈泡L₁，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）請你用筆畫線代替導線，根據(jù)圖甲所示的電路圖，將圖乙所示的實物圖連接完整；
（2）若小志連接電路后閉合開關(guān)，電流表、電壓表有較小的示數(shù)，燈泡L₁幾乎不發(fā)光，移動滑片P也不能改變燈的亮度．原因可能是將變阻器下面兩個接線柱連入了電路中了；
（3）小志排除故障后，按圖乙所示的電路繼續(xù)進行實驗：閉合開關(guān)，移動滑動變阻器的滑片P使燈泡L₁發(fā)光，測出燈泡L₁的相關(guān)物理量，記錄和計算結(jié)果如下表，請你將記錄數(shù)據(jù)時遺漏的內(nèi)容補充在表格的空格處．

次數(shù)	電壓/V	電流/A	實際功率/W	電阻/Ω	亮度
1	1.6	0.20	0.32		較暗
2	2.5	0.24	0.6	10.42	正常
3	2.8	0.26	0.73	10.77	較亮

（4）結(jié)合表中數(shù)據(jù)得出的結(jié)論：小燈泡的亮度由小燈泡的實際功率決定；
（5）小志在實驗結(jié)束后與同學們討論：用如圖甲所示的電路圖，可以探究導體中的“電流與電壓的關(guān)系．”你認為這種說法錯誤（選填“正確”或“錯誤”）．原因是：燈的電阻隨溫度的變化而變化，不是一個定值；
（6）聰明的小媛決定用三個定值電阻（5Ω、10Ω、15Ω）代替燈L₁想探究“電流與電阻的關(guān)系”，得到如下表所示的數(shù)據(jù)．實驗過程中由于操作不當，導致一組數(shù)據(jù)存在錯誤，請判斷第3次實驗的數(shù)據(jù)存在錯誤，產(chǎn)生錯誤的原因是沒有移動變阻器滑片保持電阻兩端的電壓不變．

實驗次數(shù)	1	2	3
電阻R/Ω	5	10	15
電流I/A	0.6	0.3	0.24

Answer 1

分析 （1）根據(jù)燈的額定電壓確定電壓表量程與燈并聯(lián)，電流表選用小量程與燈串聯(lián)，變阻器按一上一下接入電路中；
（2）電流表、電壓表有較小的示數(shù)，燈泡L₁幾乎不發(fā)光，說明電路為通路，電路的電阻較大，移動滑片P也不能改變燈的亮度說明變阻器失去了變阻的作用，據(jù)此分析；
（3）由表中數(shù)據(jù)，根據(jù)歐姆定律求解；
（4）分析表中數(shù)據(jù)得出結(jié)論；
（5）探究導體中的“電流與電壓的關(guān)系”，要控制電阻大小不變，而燈的電阻隨溫度的變化而變化，據(jù)此分析；
（6）研究電流與電阻的關(guān)系，需保持電阻兩端的電壓不變，由此分析．

解答 解：（1）根據(jù)表中電流數(shù)據(jù)，電流表選用小量程與燈串聯(lián)，燈的額定電壓是2.5V，電壓表表選用小量程與燈并聯(lián)，根據(jù)電路圖連接實物圖，如下所示：

（2）若小志連接電路后閉合開關(guān)，電流表、電壓表有較小的示數(shù)，說明電路為通路，電路的總電阻較大，電壓表有較小的示數(shù)，說明燈的電壓較小，變阻器分得的電壓較大，變阻器連入電路中的電阻較大，移動滑片P也不能改變燈的亮度，故原因可能是：將變阻器下面兩個接線柱連入了電路中了；
（3）由表中數(shù)據(jù)，第1次實驗電阻大小R=$\frac{U}{I}=\frac{1.6V}{0.2A}$=8.00Ω，如下表所示：

次數(shù)	電壓/V	電流/A	實際功率/W	電阻/Ω	亮度
1	1.6	0.20	0.32	8.00	較暗
2	2.5	0.24	0.6	10.42	正常
3	2.8	0.26	0.73	10.77	較亮

（4）由表中數(shù)據(jù)可知，燈的實際功率越大，燈越亮，故得出的結(jié)論：小燈泡的亮度由小燈泡的實際功率決定；
（5）探究導體中的“電流與電壓的關(guān)系”，要控制電阻大小不變，而燈的電阻隨溫度的變化而變化，不是一個定值，故這種說法是錯誤的；
（6）由表格中數(shù)據(jù)知，前2次實驗，電流與電阻之積，即電壓表示數(shù)U=IR=0.6A×5Ω=0.3A×10Ω=3V保持不變；
當換用15Ω的電阻時，電流為0.24A，電壓表示數(shù)U′=I′R′=0.24A×15Ω=0.3A×10Ω=3.6V，可能沒有移動變阻器滑片保持電阻兩端的電壓不變；
故答案為：（1）如上所示；
（2）將變阻器下面兩個接線柱連入了電路中了；
（3）如上表所示；
（4）實際功率；
（5）錯誤；燈的電阻隨溫度的變化而變化，不是一個定值；
（6）沒有移動變阻器滑片保持電阻兩端的電壓不變．

點評 本題小燈泡的亮暗程度與什么因素有關(guān)，考查電路的連接、反常現(xiàn)象的分析、電阻的計算、數(shù)據(jù)的處理、決定燈亮度的因素，同時也涉及電流與電壓的關(guān)系實驗，考查影響電阻的因素及控制變量的運用．