Question

某实验小组利用如图的电路来探究“通过电阻器和小灯泡中的电流与其两端电压的关系”，其中小灯泡的额定电压为2.5V，电阻大约1OΩ左右；电源电压为6V，滑动变阻器R的规格为“200Ω 1A”．

（1）按电路图正确连好电路，检查滑片已放于阻值最大位置，然后闭合开关S_l和S₂，发现灯泡不亮，但电流表及电压表都有示数，经检查灯泡并没有开路或被短路，请进一步分析灯泡不亮的原因是________．
（2）上面的问题得以解决后，实验中只闭合开关S_l和S₂，多次移动滑动变阻器的滑片，记下每次电压表及电流表的相应数据，并根据实验数据绘制出了小灯泡I-U图象（图中甲）；同理实验中只闭合开关S_l和S₃…，根据实验数据绘制出了电阻器I-U图象（图中乙）．针对探究主题，分析图象得出的两个实验结论应是：①________；②________．请分析灯泡的I-U图象是一条曲线而不是一条直线的原因是________．
（3）实验中当小灯泡正常发光时，如果再闭合开关S₃，则小灯泡的亮度将________．

Answer 1

解：
（1）滑动变阻器与灯泡串联，滑片在阻值最大处，此时滑动变阻器两端的电压很大，灯泡两端的电压很小，灯的实际功率太小，所以灯泡不能发光；
（2）由小灯泡I-U图象可知，通过小灯泡的电流随其两端的电压的增加而增大；由电阻的I-U图象可知，当电阻一定时，通过电阻器的电流与其两端的电压成正比；
其中灯泡的I-U图象是一条曲线而不是一条直线，原因是灯丝的电阻随灯丝的温度升高而增大；
（3）实验中当小灯泡正常发光时，如果再闭合开关S₃，给灯并联了电阻R₀，因电阻越并越小，使得电路中的电流变大，由U=IR可知滑动变阻器分得的电压变大，从而使并联部分（灯两端）的电压变小、灯变暗．
故答案为：（1）灯泡两端的电压很小，灯的实际功率太小，灯泡不能发光；（2）通过小灯泡的电流随其两端的电压的增加而增大；由电阻的I-U图象可知，当电阻一定时，通过电阻器的电流与其两端的电压成正比；（3）变暗．
分析：（1）电压表、电流表均有示数，但小灯泡不亮，滑动变阻器滑片在阻值最大处，此时灯泡两端的电压很小，灯泡不能发光；
（2）由小灯泡的I-U图象和电阻器的I-U图象得出得出实验结论，并根据灯丝电阻受温度影响分析灯泡的I-U图象是一条曲线而不是一条直线的原因；
（3）如果再闭合开关S₃，给灯并联了电阻R₀，因电阻越并越小，根据欧姆定律判断电路中电流的大小变化，再根据U=IR判断滑动变阻器两端电压的变化，从而得出并联部分（灯两端）电压的大小变化、灯的亮度变化．
点评：本题关键：一是根据I-U图象得出实验结论；二是知道电阻除了与材料、长度、横截面积有关之外，还与温度有关，尤其是金属电阻，温度升高，电阻增大；三是会分析开关开闭对电路的影响．