Question

在测定额定电压为3.8 V的小灯泡功率的实验中，某同学通过实验测得5组数据，并将它们记录在表格中，同时也记录了小灯泡亮度的变化情况．

实验次序	1	2	3	4	5
U/V	3.0	3.5	3.8	4.0	4.5
I/A	0.27	0.30	0.31	0.32	0.34
亮度	逐 渐 变 亮

（1）以笔画线代替导线连接实物图

（2）在连接电路时，应将开关________；闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移至最________端．
（3）实验时，滑动变阻器的滑片置于某处时，电压表的示数为3.2 V，电流表的示数如图所示，则此时通过灯丝的电流是________A，小灯泡此时的实际功率为________W；接下去若要测小灯泡的额定功率，则应将滑片向________移．

（4）请分析表格中的实验数据和实验现象，并回答以下问题：
①小灯泡的额定功率是________W；
②小灯泡的亮度变化规律是________：
③你的新发现：________．

Answer 1

解：（1）电源的电压为3V，所以电压表选3V的量程，且与灯泡并联，电流表与灯泡串联，滑动变阻器按一上一下的原则串联在电路中．如图
（2）实物电路连接的过程中开关应处于断开状态，防止某处短路，烧坏电路元件，电路连接完后，应将滑片移到最大阻值处，起保护电路的作用．
（3）电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，所以此时通过小灯泡的电流I=0.28A；此时的实际功率：P=UI=3.2V×0.28A=0.896W；
要测小灯泡的额定功率，则应将滑片向右移动，增大电路中电流，使小灯泡两端的电压达到3.8V．
（4）①由图知当电压为3.8V时，电流为0.31A，
则小灯泡的额定功率：
P_额=U_额I_额=3.8V×0.31A=1.178W；
②由表可知：随着电压的增大，亮度增加，
所以得出规律：电压越大，电功率越大，亮度越大；
③由欧姆定律得：电阻依次为：10.7Ω，11.7Ω，12.2Ω，12.5Ω，13.2Ω，当电压增大时，灯泡的实际功率变大，灯丝的温度升高，电阻变大，故灯丝电阻的大小与温度有关．
故答案为：（1）如上图；（2）断开；大阻值；（3）0.28；0.896；右；（4）①1.178W；②电压越大，电功率越大，亮度越大；③灯丝电阻的大小与温度有关．
分析：（1）根据电源的电压确定电压表的量程，且与灯泡并联，电流表与灯泡串联，滑动变阻器按一上一下的原则串联在电路中．
（2）根据实物连接的注意事项进行分析，即连接过程中开关应该处于断开状态，防止某处短路，烧坏电路元件，电路连接完后，应将滑片移到阻值最大处，保护电路．
（3）根据电流表的量程和分度值确定示数的大小；根据P=UI求出此时小灯泡的功率；要测小灯泡的额定功率，必须调节滑动变阻器，使小灯泡两端的电压达到额定电压．
（4）①由表格中数据可知额定电压下的电流，由P=UI可求得额定功率；
②由表中所示可得灯泡亮度的变化与电压的关系；
③表格中已列出电压及电流，根据欧姆定律求出电阻，故可以推导电阻的变化，并探究问题．
点评：本题考查了实物的电路连接和电压表、电流表、滑动变阻器的正确使用，以及电功率公式、欧姆定律的计算等，虽然涉及的知识点较多，但都是基础题．