Question

小木在练习电路连接的实验中，根据如图1所示的电路图连接了实物．检查电路连接无误后，闭合开关，观察到灯泡比L₁灯泡L₂亮一些．小木猜想：灯泡L₁靠近电池的正极，通过的电流比灯泡L₂中的大，所以更亮一些．

（1）要验证小木的猜想是否正确，根据电路图，简要说明实验步骤：______．
（2）灯泡L₁比灯泡L₂亮的原因是：______．
（3）小木想测量电路图中灯泡L₁的实际功率，在图2中连接实物．
（4）小木检查电路后，闭合开关，电路中电流表、电压表的读数如图3，则灯泡L₁的实际功率为______W，此时灯泡L₁的电阻为______Ω．

（5）小木还想研究“通过灯泡的电流跟灯泡两端电压的关系”，还需要补充的实验器材是______．
（6）小木根据实验数据画出如图4所示的U-I图象，根据图象他判断小灯泡的电阻随电压升高逐渐增大，原因是______．

Answer 1

解：（1）实验方案为：将电流表分别串联在A、B、C三点，闭合开关，测量出A、B、C三点的电流，比较其大小（或：将两只灯泡的位置调换后，闭合开关，观察两只灯泡的亮度是否变化）．
（2）由电路图可知，两灯泡串联，通过它们的电流相等，由P=I²R可知，电阻大的灯泡，实际功率大，灯泡就亮一些．
（3）电源、开关、灯泡、电流表串联，电压表与灯泡并联，电路图如图所示．
（4）由图3所示电流表可知，其量程是0～0.6A，分度值为0.02A，示数为0.2A，由图示电压表可知，其量程为0～3V，分度值为0.1V，其示数为1.6V，灯泡实际功率P=UI=1.6V×0.2A=0.32W；∵I=，∴灯泡电阻R===8Ω．
（5）小木还想研究“通过灯泡的电流跟灯泡两端电压的关系”，还需要补充的实验器材是滑动变阻器．
（6）灯泡电阻受温度影响，随温度升高而增大，随小灯泡电压升高，电流变大，灯泡实际功率变大，灯泡温度升高，电阻随电压升高逐渐增大．
故答案为：（1）将电流表分别串联在A、B、C三点，闭合开关，测量出A、B、C三点的电流，比较其大小（或：将两只灯泡的位置调换后，闭合开关，观察两只灯泡的亮度是否变化）；（2）灯泡L₁的电阻比灯泡L₂电阻大，灯泡L₁的实际功率较大．（3）电路图如图所示；（4）0.32；8；（5）滑动变阻器；（6）灯泡电阻随温度升高而增大．
分析：（1）猜想灯泡的亮度跟灯泡所处的位置有关，在设计实验步骤时应依据控制变量的思想，保持其他条件不变，只改变两灯泡的位置进行实验探究．由于两灯是串联关系，故电流大小应该是一样大的；测定电流的大小的仪器是电流表，据此即可设计出合理的实验．
（2）再根据公式：P=I²R即可比较出灯泡L₁比L₂亮的原因．
（3）根据伏安法测电功率的原理连接实物电路图，灯泡、电流表串联，电压表与灯泡并联．
（4）由图3所示电表确定其量程与分度值，读出其示数，由P=UI求出灯泡实际功率，由欧姆定律求出灯泡电阻．
（5）实验要进行多次测量，需要改变灯泡两端电压，实验中还需要滑动变阻器．
（6）灯泡电阻受温度影响，随温度升高而增大．
点评：本题考查了探究串联电路电流特点、灯泡亮度的决定因素、连接实物电路图、电表读数、求灯泡实际功率、求灯泡电阻、影响灯泡电阻的因素等问题；知道实验原理是正确连接电路图的关键；对电表读数，要先确定其量程与分度值，然后再读数．