Question

物理兴趣小组的同学们在实验室发现了三种规格不同的小灯泡，上面分别标有“4V 0.5A”，“6V 0.6A”，“8V 0.4A”的字样．同学们想探究这三种灯泡正常发光时的亮度跟什么因素有关，经过讨论后他们提出了三种猜想：
①灯泡上标有的电压越大，灯泡就越亮
②灯泡上标有的电流越大，灯泡就越亮
③灯泡消耗的功率越大，灯泡就越亮
为了验证上述猜想，同学们设计出了实验的电路图，如图甲所示．于是他们找来了实验所需的器材，并动手连接电路．

（1）对照电路图用笔画线代替导线，将图乙的实验电路连接完整（电表量程的选择要符合实验的要求）．
（2）他们依次将三个不同规格的灯泡接入电路，都让其在正常发光的情况下，将实验数据和观察到的现象填入下面的表格中．

实验序号	U/V	I/A	灯泡亮度
1	4	0.5	较暗
2	6	0.6	最亮
3	8	0.4	较亮

对表格中的内容综合分析后，你认为猜想①是______的，其依据是比较表格中实验序号______得出的；猜想②是______的，其依据是比较表格中实验序号______得出的；猜想③是______的，理由是：______．

Answer 1

【答案】分析：（1）由三个灯泡的额定电压确定电压表量程，由额定电流确定电流表量程．
实物图和电路图中，滑动变阻器接入的部分要相对应，都接左半段．
根据电路图，从电源正极出发，按照电流方向，依次串联各元件，补全电流路径，最后把电压表并联在灯泡两端．
（2）a、亮度最大时，电压不是最大．
b、亮度最小时，电流不是最小．
c、根据P=UI计算三次实验的功率，比较功率和灯泡亮度的关系．
灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率，实际功率越大，灯泡越亮．
解答：解：（1）三个灯泡的额定电压分别为：4V、6V、8V，电压表选择0～3V量程．
三个灯泡的额定电流分别为：0.5A、0.6A、0.4A，电流表选择0～0.6A量程．
电路图中，滑动变阻器接入左半段，滑动变阻器接左下端接线柱．
按照电路图，从电源正极出发，按照电流方向，依次串联开关、滑动变阻器、灯泡、电流表到电源负极，补全电流路径，把电压表并联在灯泡两端，电流从电压表和电流表的正接线柱流入，从负接线柱流出，如图：

（2）由实验2、3得，电压增大，灯泡亮度减小．
猜想①：灯泡上标有电压越大，灯泡越亮，是错误的．
由实验1、3得，电流增大，灯泡亮度减小．
猜想②：灯泡上标有电流越大，灯泡越亮，是错误的．
根据P=UI计算三次实验中灯泡的功率分别为2W、3.6W、3.2W．可见灯泡功率越大，灯泡亮度越大．
猜想③灯泡消耗的功率越大，灯泡就越亮，是正确的．
灯泡亮度跟电压无关，跟电流无关，跟电压和电流的乘积有关，即跟灯泡的实际功率有关，因为灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率，实际功率越大，灯泡亮度越大．
故答案为：（1）如图；
（2）错误；2、3；错误；1、3；正确；小灯泡的亮度由小灯泡的实际功率决定的，而实际功率等于电压和电流的乘积．
点评：本题主要考查了两个问题：
（1）补全实物连接图时，主要考虑电压表、电流表、滑动变阻器：
电压表量程根据灯泡的额定电压或电源电压来确定，电压表并联在灯泡的两端．
根据灯泡的额定电压和电阻，或根据灯泡的额定电压和额定功率，来判断电流表的量程，电流表串联在电路中．
滑动变阻器有4个接线柱，选择一上一下接线柱接入电路，使滑动变阻器串联在电路中．
（2）对实验数据处理的能力，设计实验、进行实验、得到实验数据，直接从实验数据中或对实验数据进行计算，总结实验结论，对学生的考查增加了难度．