Question

4．在實驗課上，小涵同學(xué)運(yùn)用如圖所示的實驗器材做“測小燈泡電功率”的實驗，其中小燈泡標(biāo)有“3.8V”的字樣，請回答以下問題．   
（1）請你用筆畫線將圖中的器材連接完整，要求導(dǎo)線不交叉，且滑動變阻器的滑片P向右滑動時燈泡變亮．
（2）小涵同學(xué)連接電路，當(dāng)連接最后一根導(dǎo)線時，燈泡立即發(fā)光，并且移動變阻器的滑片時，電壓表和電流表的示數(shù)變化相反，出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是：連接電路時，開關(guān)沒有斷開；電壓表并聯(lián)在滑動變阻器兩端．
（3）小涵改正了電路連接錯誤后的實驗記錄如表所示：

實驗序號	電壓（V）	電流（A）	電功率（W）	燈泡亮度
1	1.5	0.18		暗
2	3.8	0.3		亮
3	4.5	0.32		很亮

對表中的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，該實驗的結(jié)論是？回憶你所學(xué)過的電學(xué)知識，對表中的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，你還能得出什么結(jié)論？
要求：寫出你分析處理數(shù)據(jù)并得到結(jié)論的過程．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)燈泡的額定電壓確定電壓表的量程且與燈泡并聯(lián)，滑動變阻器的滑片P向右滑動時燈泡變亮說明變阻器接入電路中的電阻變小，即右下方接線柱必須接入電路中；
（2）當(dāng)連接最后一根導(dǎo)線時，燈泡立即發(fā)光，說明實驗前開關(guān)未處于斷開狀態(tài)；電流表的示數(shù)增大時，燈泡兩端的電壓增大，滑動變阻器兩端的電壓減小，據(jù)此得出答案；
（3）根據(jù)P=UI求出3次燈泡的電功率，然后分析實際電壓和實際功率、燈泡亮暗的關(guān)系；根據(jù)歐姆定律求出3次燈泡的電阻，然后得出燈絲電阻與溫度的關(guān)系．

解答 解：（1）燈泡的額定電壓為3.8V，則電壓表的量程為0～15V，且與燈泡并聯(lián)，
滑動變阻器的右下方接線柱接入電路中時，滑片P向右滑動時燈泡變亮，如下圖所示：

（2）連接完最后一根導(dǎo)線時燈泡發(fā)光的原因是：連線時，開關(guān)沒有斷開；
電流表的示數(shù)增大時，燈泡兩端的電壓增大，滑動變阻器兩端的電壓減小，原因是：電壓表并聯(lián)在滑動變阻器兩端；
（3）當(dāng)U₁=1.5V時，燈泡的電功率P₁=U₁I₁=1.5V×0.18A=0.27W，
當(dāng)U₂=3.8V時，燈泡的電功率P₂=U₂I₂=3.8V×0.3A=1.14W，
當(dāng)U₃=4.5V時，燈泡的電功率P₃=U₃I₃=4.5V×0.32A=1.44W，
則U₁＜U₂＜U₃，P₁＜P₂＜P₃，
結(jié)論一：燈兩端的實際電壓越大，實際功率越大，燈泡越亮；
（或者 P_額=1.52W；當(dāng)U_實＜U_額時，P_實＜P_額；當(dāng)U_實＞U_額時，P_實＞P_額．）
燈泡的電阻分別為：
R₁=$\frac{{U}_{1}}{{I}_{1}}$=$\frac{1.5V}{0.18A}$≈8.3Ω，R₂=$\frac{{U}_{2}}{{I}_{2}}$=$\frac{3.8V}{0.3A}$≈12.7Ω，R₃=$\frac{{U}_{3}}{{I}_{3}}$=$\frac{4.5V}{0.32A}$≈14Ω，
則U₁＜U₂＜U₃，R₁＜R₂＜R₃，
結(jié)論二：燈泡兩端電壓越大，燈泡越亮，燈絲溫度越高，分析可得燈絲的電阻隨溫度的升高而增大．
故答案為：
（1）如上圖所示；
（2）連接電路時，開關(guān)沒有斷開；電壓表并聯(lián)在滑動變阻器兩端；
（3）如上所示．

點評 本題考查了電壓表、滑動變阻器的正確使用和連接以及電路現(xiàn)象的判斷、歐姆定律、電功率公式的應(yīng)用，分析好實驗數(shù)據(jù)得出結(jié)論是本題的關(guān)鍵．