Question

某物理實驗小組的同學(xué)用如圖所示的器材測量標(biāo)有“3.8V”字樣的小燈泡L的電功率，其中電源電壓恒為6V，滑動變阻器上標(biāo)有“20Ω 1A”字樣．
（1）在圖中用筆畫線代替導(dǎo)線，將實物圖連接補充完整．
（2）實驗過程中，滑動變阻器對電路起保護作用，因此閉合開關(guān)前，滑片應(yīng)移到

C

端（選填“C”或“D”）；滑動變阻器的另一個作用是利用移動滑片P改變小燈泡兩端的

電壓

．
（3）閉合開關(guān)后，移動滑片時發(fā)現(xiàn)電流表沒有示數(shù)，電壓表有明顯的示數(shù)則發(fā)生故障的原因可能是

燈泡斷路

．
（4）排除故障后，當(dāng)電壓U=

3.8

V時，燈泡正常發(fā)光，此時的功率為

1.14

W．
（5）另一實驗小組的同學(xué)用相同的器材完成實驗并記錄了數(shù)據(jù)，在與老師交流的過程中，老師發(fā)現(xiàn)表中第1組數(shù)據(jù)是編造的，不可能從實驗中得到，其原因是：

總電阻不足60Ω或電流不可調(diào)小到0.1A

．

序號	電流表示數(shù) （A）	電壓表示數(shù) （V）	電功率 （W）
1	0.10	0.9	0.09
2	0.20	2.2	0.44
3	0.30	3.8
4	0.34	4.5	1.43

（6）最后老師又向同學(xué)們提出問題：前面學(xué)習(xí)了歐姆定律，能否用圖所給器材探究電流與電壓成正比？為什么？

不能

，

燈泡電阻隨燈泡電壓變化而變化

．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)燈泡的額定電壓確定電壓表的量程并與燈泡并聯(lián)，滑動變阻器按一上一下的原則串聯(lián)在電路中．
（2）本實驗中，實驗前應(yīng)把滑動變阻器的滑片調(diào)到最大阻值處，防止電路中電流過大，燒壞電路元件；
滑動變阻器一方面保護電路，另一方面可以改變燈泡兩端的電壓，進行多次測量．
（3）電流表沒有示數(shù)，說明電路存在斷路；電壓表有明顯的示數(shù)，說明電壓表與電源兩極相連，電壓表并聯(lián)電路之外不存在斷路；綜合分析可知，電路故障為：與電壓表并聯(lián)的燈泡斷路．
（4）額定電壓下燈泡的實際功率和額定功率相等，由表中數(shù)據(jù)找出，燈泡額定電壓對應(yīng)的電流，然后利用電功率公式P=UI求出額定功率．
（5）根據(jù)歐姆定律和表格中的數(shù)據(jù)可知燈泡的電阻大約為10Ω，根據(jù)串聯(lián)電阻的電阻特點可知電路中的最大電阻約為30Ω，而根據(jù)第一組數(shù)據(jù)可知電路中的總電阻為60Ω，據(jù)此判斷第一組數(shù)據(jù)是不可能測到的．
（6）探究電流與電壓成正比關(guān)系時，應(yīng)控制電阻不變，而由表中數(shù)據(jù)可知燈泡的電阻是隨溫度的變化而變化的．

解答：解：（1）燈泡的額定電壓為3.8V，所以電壓表的量程為0～15V且與燈泡并聯(lián)，滑動變阻器按一上一下的原則串聯(lián)在電路中，電路圖如圖所示．
故答案為：電路圖如圖所示．
（2）本實驗中，保護電路的滑動變阻器應(yīng)處于最大阻值處的C端，滑動變阻器的另一個作用是改變小燈泡兩端的電壓．
故答案為：C；電壓．
（3）閉合開關(guān)后，移動滑片電流表沒有示數(shù)，電壓表有明顯的示數(shù)則發(fā)生故障的原因可能是：燈泡斷路．
故答案為：燈泡斷路．
（4）當(dāng)電壓表的示數(shù)等于燈泡額定電壓3.8V時，燈泡正常工作，由表中數(shù)據(jù)可知此時通過燈泡的電流為0.3A，
故燈泡的額定功率為P=UI=3.8V×0.3A=1.14W．
故答案為：3.8；1.14．
（5）根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)利用歐姆定律可知燈泡的電阻依次為：9Ω、11Ω、12.7Ω、13.2Ω，
電路中的最大電阻為13.2Ω+20Ω=33.2Ω＜

6V

0.10A

=60Ω；所以表一中第1組數(shù)據(jù)是編造的，不可能從實驗中得到．
故答案為：總電阻不足60Ω或電流不可調(diào)小到0.1A．
（6）在探究電流與電壓成正比關(guān)系時，應(yīng)控制電阻不變；
而由上問可知燈泡的電阻會隨燈泡兩端電壓而改變，所以不能用來探究電流與電壓成正比的實驗．
故答案為：不能；燈泡電阻隨燈泡電壓變化而變化．

點評：本題考查了電壓表量程的選擇和連接、滑動變阻器的作用和連接、額定功率的理解、實驗數(shù)據(jù)的分析、歐姆定律的應(yīng)用、探究電流與電壓實驗中控制變量法的具體應(yīng)用等，涉及的知識點較多，綜合性強，給解題帶來了困難．