Question

6．某科學(xué)興趣小組的同學(xué)們利用相關(guān)的電學(xué)器材進(jìn)行探究實(shí)驗(yàn)：測(cè)量“小燈泡發(fā)光時(shí)的電阻和額定功率”，選用電壓恒為6V的電源，額定電壓“2.5V”的小燈泡進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．圖甲中是未連接完整的實(shí)驗(yàn)電路．

（1）請(qǐng)你用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖甲所示的實(shí)物電路連接完整（要求：滑動(dòng)變阻器的滑片P 向 A端移動(dòng)時(shí)小燈泡變暗，連線不能交叉）
（2）閉合開關(guān)前，發(fā)現(xiàn)電流表指針如圖乙所示，則產(chǎn)生該現(xiàn)象的原因是電流表的正負(fù)接線柱接反了．
（3）排除故障后，同學(xué)們用燈泡L進(jìn)行“測(cè)量小燈泡的電阻”的實(shí)驗(yàn)，收集的信息如下表，請(qǐng)寫出分析信息得出結(jié)論的過程：由表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，R₁=$\frac{{U}_{1}}{{I}_{1}}$=$\frac{1.0V}{0.2A}$=5Ω，R₂=$\frac{{U}_{2}}{{I}_{2}}$=$\frac{1.5V}{0.25A}$=6Ω，R₃=$\frac{{U}_{3}}{{I}_{3}}$=$\frac{2.5V}{0.3A}$≈8.3Ω，
隨電壓與電流的增大，由P=UI可知，燈泡實(shí)際功率增大，燈泡亮度增加，溫度升高，電阻變大，可得結(jié)論：燈絲的電阻隨溫度升高而增大．．

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	1	2	3
U/V	1.0	1.5	2.5
I/A	0.20	0.25	0.30
R/Ω
亮度	稍亮	較亮	更亮

（4）同學(xué)們?cè)谕卣箤?shí)驗(yàn)中，提出如果沒有電壓表利用圖丙所示電路圖也能測(cè)出額定電壓“2.5V”的小燈泡額定功率，請(qǐng)完成下列實(shí)驗(yàn)步驟（R阻值為10Ω）：
①按電路圖連接實(shí)物，閉合開關(guān)S、S₁，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使電流表示數(shù)為0.25A．
②閉合S、S₂，滑動(dòng)變阻器滑片位置不變，讀出電流表示數(shù)為I．
③計(jì)算燈正常工作時(shí)的電流I_L=I-0.25A
④計(jì)算燈正常工作時(shí)的額定功率P_L．

Answer 1

分析 （1）滑動(dòng)變阻器與燈泡、電流表串聯(lián)，并且按一上一下原則接線；
（2）圖乙中指針反偏，造成這一現(xiàn)象的原因是電流表的正負(fù)接線柱接反了；
（3）根據(jù)表格中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，利用R=$\frac{U}{I}$分別計(jì)算燈泡的電阻，再結(jié)合P=UI分析答題；
（4）要測(cè)量小燈泡的額定功率，應(yīng)使小燈泡兩端的電壓等于額定電壓，在缺少電壓表的情況下，可根據(jù)并聯(lián)電路各支路兩端的電壓相等進(jìn)行設(shè)計(jì)電路：將定值電阻R與小燈泡并聯(lián)，滑動(dòng)變阻器接在干路中，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片，先將電流表與定值電阻串聯(lián)，觀察電流表示數(shù)，根據(jù)U=IR使定值電阻兩端的電壓等于額定電壓，再用電流表測(cè)出干路電流，根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點(diǎn)求出通過燈泡的電流，最后利用P=UI求出燈泡的額定功率．

解答 解：（1）滑動(dòng)變阻器的滑片P 向A端移動(dòng)時(shí)小燈泡變暗，將滑動(dòng)變阻器B接線柱與電源的正極相連，如下圖所示：

（2）圖乙中指針反偏，造成這一現(xiàn)象的原因是電流表的正負(fù)接線柱接反了．
（3）由表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，R₁=$\frac{{U}_{1}}{{I}_{1}}$=$\frac{1.0V}{0.2A}$=5Ω，R₂=$\frac{{U}_{2}}{{I}_{2}}$=$\frac{1.5V}{0.25A}$=6Ω，R₃=$\frac{{U}_{3}}{{I}_{3}}$=$\frac{2.5V}{0.3A}$≈8.3Ω，
隨電壓與電流的增大，由P=UI可知，燈泡實(shí)際功率增大，燈泡亮度增加，溫度升高，電阻變大，可得結(jié)論：燈絲的電阻隨溫度升高而增大．
（4）②閉合S、S₂，滑動(dòng)變阻器滑片位置不變，此時(shí)電流表接在干路中，讀出電流表的示數(shù)I，即為通過小燈泡和定值電阻的電流之和．
故答案為：（1）實(shí)物電路連接如上圖；（2）電流表的正負(fù)接線柱接反了；（3）分析信息得出結(jié)論的過程如上；（4）②閉合S、S₂，滑動(dòng)變阻器滑片位置不變．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了電路故障分析、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)分析等；認(rèn)真分析表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)即可正確解題．