Question

6．小華家有一只僅能看清“0.3A”字樣的小燈泡，為了探究通過小燈泡的電流與兩端電壓的關(guān)系，他利用身邊的實驗器材，設(shè)計了如圖所示的實驗電路．
器材：電流表（0～0.6A），電源（U=6V），電阻箱（可以讀出阻值的可變電阻），開關(guān)，導(dǎo)線若干．
（1）按電路圖連接實物電路時，開關(guān)S應(yīng)斷開（填“閉合”或“斷開”）；
（2）實驗中，電阻箱接入電路的阻值為R，電流表的示數(shù)為I，則小燈泡兩端電壓的表達式U_L=U-IR（用U、I和R表示）；
（3）改變電阻箱的阻值，在下表中記錄并計算相關(guān)數(shù)據(jù)．請根據(jù)表格回答下列問題．

實驗序號	R/Ω	I/A	UL/V
①	28	0.18	0.96
②	15	0.24	2.4
③	8	0.30	3.6

①電阻箱在本實驗中的作用和你所熟悉的哪一個電學元件相似？滑動變阻器；
②小燈泡正常工作時的功率為1.08W；當U_L=2.4V時，燈泡的阻值為10Ω；
③小燈泡的阻值隨著兩端電壓的升高而增大（填“增大”、“不變”或“減小”）；
④若實驗中只有電阻箱發(fā)生斷路故障，小華設(shè)計了用導(dǎo)線將電阻箱兩端連接起來的檢測方案．你認為是否可行？并請說明理由．答：不可行，電流太大，小燈泡會燒壞．

Answer 1

分析 （1）連接電路時，應(yīng)斷開開關(guān)．
（2）燈泡與電阻箱串聯(lián)，由串聯(lián)電路特點可以求出燈泡兩端當電壓．
（3）電阻箱與滑動變阻器作用相同，可以改變電路電阻，從而改變電路電流；
由表中實驗數(shù)據(jù)找出電壓是2.4V時的電流，然后由歐姆定律求出燈泡阻值；
根據(jù)表中實驗數(shù)據(jù)，由歐姆定律可以判斷燈泡電阻隨電壓升高如何變化；
用導(dǎo)線將電阻箱兩端連接起來，只有燈泡接入電路，根據(jù)電路電流與燈泡額定電流間的關(guān)系分析答題．

解答 解：（1）為保護電路，按電路圖連接實物電路時，開關(guān)S應(yīng)斷開；
（2）由電路圖可知，燈泡與電阻箱串聯(lián)接在電源兩端，實驗中，電阻箱接入電路的阻值為R，
電流表的示數(shù)為I，因為I=$\frac{U}{R}$，所以電阻箱兩端電壓U_電阻箱=IR，則小燈泡兩端電壓U_L=U-U_電阻箱=U-IR；
（3）①阻箱在本實驗中的作用和滑動變阻器相似；
②小燈泡正常工作時的功率P=UI=3.6V×0.3A=1.08W，由表中實驗數(shù)據(jù)可知，當U_L=2.4V時，電路電流是0.24A，
因為I=$\frac{U}{R}$，所以燈泡的阻值為R_L=$\frac{{U}_{L}}{I}$=$\frac{2.4V}{0.24A}$=10Ω；
③由表中實驗數(shù)據(jù)，根據(jù)歐姆定律可知，小燈泡的阻值隨著兩端電壓的升高而增大；
④通過燈泡的電流隨燈泡電壓的增大而增大，當燈泡電壓是3.6V時，通過燈泡的電流等于其額定電流0.3A，導(dǎo)線將電阻箱兩端連接起來，燈泡直接接在電源兩端，
燈泡電壓為6V，此時電流大于燈泡電壓是3.6V時的電流0.3A，電路電流大于燈泡額定電流，電流太大，會燒壞燈泡，所以小華的實驗設(shè)計不可行．
故答案為：（1）斷開；（2）U-IR；（3）滑動變阻器；1.08；10；增大；不可行；電流太大，小燈泡會燒壞．

點評 本題考查了實驗注意事項、串聯(lián)電路特點的應(yīng)用、歐姆定律的應(yīng)用、實驗數(shù)據(jù)分析等問題，是實驗的常考問題，一定要掌握；本題難度不大，熟練掌握基礎(chǔ)知識即可正確解題．