Question

18．小明利用电压6V恒定不变的电源、滑动变阻器、电流表和电压表．来测定小灯泡的电功率，但发现被测小灯部分字体模糊．只能看见“0.3A”的字样，如图所示是小明连接的部分电路，请你接着完成下列实验．
（1）用笔画线代替导线，将图甲中的电路连接完整．
（2）进行多次试验，小明将实验数据记录在表中：

电压U/V	1.5	2.0
电流I/A	0.22	0.26	0.30
功率P/W	0.33	0.52
灯泡发光情况	灯丝暗红	微弱发光	正常发光

当电流表示数为0.3A时电压表示数如图乙所示，根据观察的现象和记录的实验数据可知：小灯泡的额定功率是
0.75W；灯泡随实际功率的增大而变变亮．
（3）若将滑动变阻器的滑片移至最左端，电压表的示数将变为6V，此时电流表的示数为0A．
（4）小明同时发现，这个实验记录也可以用来计算小灯泡灯丝的电阻，并发现灯丝的电阻值随电压升高而增大，同学们想：导体的电阻不是与电压、电流无关吗？怎肯么会有这样的结论呢？请你给他们作出合理的解释：灯丝电阻随温度升高而增大．
（5）利用此套实验器材能否研究“导体上的电流与其两端电压的关系”？理由是不能，无法控制电阻不变．

Answer 1

分析 （1）将电流表小量程接入电路，
（2）根据电压表的大量程读数，由P_额=U_额I求小灯泡额定功率；由表中数据可知，灯泡随实际电功率的增大而变亮；
（3）变阻器连入电路中的电阻为0，灯两端的电压为6V被烧坏，由此判断两表的示数；
（4）灯丝的电阻随的升高而增大；
（5）研究导体上的电流与其两端电压的关系要保持电阻大小不变．

解答 解：（1）因小灯泡的额定电流为0.3A，故电流选用小量程，电流表和灯泡串联，如图所示；

（2）图乙中电压表的量程为0～15V，分度值为0.5V，示数为2.5V；即当电流表示数为0.3A时，电压表示数为2.5V，灯正常工作，小灯泡的额定功率P_额=U_额I=2.5V×0.3A=0.75W；比较表中数据可知，灯泡随实际功率的增大而变亮；
（3）若将滑动变阻器的滑片移至最左端，变阻器连入电路中的电阻为0，此时电源电压6V全部加在灯的两端，因高于灯额定电压的25%，故灯将烧坏；由于灯泡断路，导致电压表串联在电路中，因电压表内阻很大，根据欧姆定律，电路中电流几乎为0，即此时电流表的示数为0；此时电压表测量电源电压，电压表示数为6V；
（4）实验过程中，灯丝的长度、横截面积、材料都不变，电压不同，灯丝的温度不同，温度升高，电阻增大；
（5）研究导体上的电流与其两端电压的关系要保持电阻大小不变，但灯的电阻随温度的变化而变化，无法控制电阻大小不变，故不能研究“导体上的电流与其两端电压的关系”．
故答案为：
（1）如上图所示；
（2）0.75；  亮；
（3）6；0；
（4）灯丝电阻随温度升高而增大；
（5）不能，无法控制电阻不变．

点评 本题测定小灯泡的电功率，考查电路的连接、电功率的计算、影响电阻大小的因素、控制变量法的运用等知识，属于中等难度的题目．