Question

小明和小红利用图甲所示电路分别进行“测定值电阻”和“测灯泡功率”的实验研究．
（1）小明断开S₃，闭合S₁、S₂，调节滑动变阻器，由电压表和电流表的测量数据绘制成如图乙的U-I关系图象．根据图象分析，可获得结论：电阻一定，______．
（2）开关闭合前，应将金属滑片放在滑动变阻器阻值最大的位置，但小明未按此要求操作，除了从实物图中能直观地看到滑片所在的位置外，还能通过移动滑片观察到______的实验现象来证实这一点．
（3）小红断开S₂，闭合S₁、S₃，调节滑动变阻器，测量灯泡L两端的电压和通过的电流，并将测量数据填入如下表格．由表格部分数据分析，

电压U/V	2.0	2.5	2.8	4.5
电流I/A	0.26	0.30	0.32

①若灯泡L的额定电压为2.5V，灯泡的额定电功率为______W；
②电灯L中通过的电流与其两端电压不成正比，其主要原因是灯丝电阻受______影响；
③实验中电源电压约为______ V．
④小红表格的设计缺少两个主要栏目：一是______、二是______．
（4）做完实验后，小明和小红将“测灯泡功率”实验与“测定值电阻”的实验进行比较，发现这两个实验有许多相似的地方，也有不同之处．请你写出一个不同之处：______．

Answer 1

【答案】分析：（1）断开S₃，闭合S₁、S₂，电路是一个由定值电阻和滑动变阻器组成的串联电路，电压表测定值电阻两端的电压，电流表测串联电路的电流．再结合图象的特点，可得出相应的结论；
（2）如果滑动变阻器一开始置于最大阻值处，再移动时，电流表和电压表的示数会变大，而如果没按此要求来做，移动滑片时，两电表的示数都有可能变小；
（3）①从表中找出对应的数据，利用公式P=UI可计算灯泡的额定功率；
②灯泡的电阻会随温度的变化而变化，这是电流与电压不成正比的原因；
③从最后一列的数据分析，可判断电源电压的大小；
④因为实验的目的是测量灯泡的功率，而表中对此内容没有体现，同时灯泡的实际功率直接决定其亮度，因此，亮度也是我们应在实验中重点观察的内容；
（4）从原理、数据处理等角度分析两实验的不同之处．
解答：解：（1）读图可知，电流随电压变化，且比值不变，故可得出：当电阻一定时，电流与电压成正比；
（2）如果滑动变阻器的阻值没有放在最大处，移动滑片，阻值增大时，电压表和电流表的示数都可能变小，据此也可判断其一开始的接入情况；
（3）①当灯泡的电压为2.5V时，其功率P=UI=2.5V×0.30A=0.75W；
②流经灯泡的电流与灯泡两端的电压不成正比，说明电阻在变化，这是因为灯丝的电阻会受温度的影响；
③从表格中可以看出，当电流为0时，电压表示数4.5V，说明此时电压表直接与电流表和电源串联，测量的是电源电压，为4.5V；
④根据实验的目的“测灯泡的功率”，必须在表格中增加灯泡功率项目，同时，为了研究灯泡功率与亮度的关系，还应记录灯泡的亮度；
（4）两实验中滑电阻依据的是R=，测功率依据的是P=UI；测定值电阻的阻值要求三次测量的平均值，测功率则分别比较不同功率时灯泡的亮度等．
故答案为：（1）电流与电压成正比；（2）电流表或电压表的示数在变小；
（3）①0.75；②温度；③4.5；④灯泡功率，灯泡亮度；
（4）原理不同或数据处理不同或滑动变阻器的作用不同．
点评：本实验将测定值电阻的阻值与测灯泡的功率合并在一个电路中进行，具有一定的综合性，在解答时，把握住两实验的关键点，并明确电路的变化至关重要．测电阻的实验中，重点明确定值电阻的阻值是不变的，而灯泡灯丝的电阻则是变化的；测灯泡功率的实验中，明确实验的目的除了测出功率的大小之外，我们还要观察灯泡的实际功率与灯泡亮度的关系，并明确灯泡的额定功率的求法．