14.在“測量小燈泡正常發(fā)光時的電阻”的實(shí)驗(yàn)中,小剛同學(xué)用一個電壓表、一個電流表、一個開關(guān)、一個滑動變阻器、電壓為4.5V的電源和額定電壓為3.8V的小燈泡,設(shè)計(jì)了如圖甲所示的電路.

(1)請你用筆畫線代替導(dǎo)線,按照圖甲所示電路,幫小剛將圖乙中缺少的兩根導(dǎo)線補(bǔ)充連接完整.
(2)連接電路時開關(guān)應(yīng)斷開,滑片P應(yīng)位于最右端(選填“左”或者“右”).
(3)連好電路閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)小燈不亮,電壓表有示數(shù)、電流表無示數(shù),則故障可能是小燈泡斷路.
(4)正確連接好電路后,閉合開關(guān),調(diào)節(jié)滑動變阻器,當(dāng)小燈泡正常發(fā)光時,電流表指針如圖丙所示,此燈泡的額定功率為1.14W.
(5)小剛想在上述實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步研究“一段電路中的電流跟電路兩端電壓的關(guān)系”,獲得多組燈泡兩端電壓和電流的數(shù)據(jù)之后,發(fā)現(xiàn)電流與電壓不成正比,請指出他的實(shí)驗(yàn)方法的不合理之處無法控制小燈泡電阻不變.
(6)下列圖丁中有關(guān)此小燈泡功率P與U2或P與I2的圖象可能正確的是B

分析 (1)本實(shí)驗(yàn)中滑動變阻器應(yīng)一上一下串聯(lián)入電路中,電壓表與燈泡并聯(lián),根據(jù)燈泡的額定電壓確定其量程;
(2)連接電路時開關(guān)應(yīng)斷開,滑動變阻器的滑片應(yīng)位于最大值處;
(3)電壓表有示數(shù)說明電壓表兩接線柱與電源之間是通路,燈泡不亮、電流表無示數(shù)說明電路斷路,由此分析故障原因;
(4)根據(jù)電流表的量程和分度值讀出通過未知電阻的電流,由P=UI計(jì)算額定功率;
(5)研究“一段電路中的電流跟電路兩端電壓的關(guān)系”時,應(yīng)控制電阻的阻值不變,而燈泡的電阻會隨溫度的變化而變化;
(6)根據(jù)公式P=I2R分析P與I2的圖象,根據(jù)公式P=$\frac{{U}^{2}}{R}$分析P與U2的圖象.其中電阻R隨溫度的升高而增大.

解答 解:
(1)由圖甲知,滑動變阻器應(yīng)一上一下串聯(lián)入電路中,且滑片右滑阻值變大,所以應(yīng)將左下接線柱接入電路中;電壓表與燈泡并聯(lián),因?yàn)闊襞蓊~定電壓為3.8V,所以電壓表應(yīng)使用0-15V量程,實(shí)物連接如圖所示:
;
(2)為了保護(hù)電路,連接電路時開關(guān)應(yīng)斷開,由圖知,閉合開關(guān)時,應(yīng)將滑動變阻器的滑片置于最大值右端;
(3)燈泡不亮,電流表無示數(shù),說明電路中有斷路,電壓表有示數(shù)說明電壓表兩接線柱與電源之間是通路,說明電壓表并聯(lián)部分?jǐn)嗦,即小燈泡可能斷路了?br />(4)由丙圖知,電流表使用的是0-0.6A量程,分度值0.02A,所以燈泡正常發(fā)光時的電流為0.3A,
所以燈泡的額定功率為:P=UI=3.8V×0.3A=1.14W;
(5)燈泡的電阻與溫度有關(guān),研究“一段電路中的電流跟電路兩端電壓的關(guān)系”時,無法控制小燈泡電阻不變,故得不出電流與電壓成正比的結(jié)論;
(6)A、B、在P-U2圖象中,圖象上某點(diǎn)與原點(diǎn)連線的斜率為電阻倒數(shù)$\frac{1}{R}$,因隨溫度的升高R增大因而$\frac{1}{R}$應(yīng)減小,故A錯誤,B正確;
C、D、由P=I2R=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知,在P-I2圖象中圖象上某點(diǎn)與原點(diǎn)連線的斜率為電阻R,而電阻R又隨溫度的升高而增大,故CD錯誤.
故答案為:(1)見上圖;(2)斷開;右;(3)小燈泡斷路;(4)1.14W;(5)無法控制小燈泡電阻不變;(6)B.

點(diǎn)評 本題考查了實(shí)物圖的連接、電路故障的判斷、電流表的讀數(shù)以及電功率的簡單計(jì)算等.知道探究電流與電壓關(guān)系時應(yīng)控制電阻的阻值不變和知道燈泡的電阻與溫度有關(guān);注意學(xué)會從數(shù)學(xué)函數(shù)的角度分析物理圖象問題,并區(qū)分曲線上某點(diǎn)與原點(diǎn)連線的斜率和曲線的切線的斜率含義的不同.

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(2)探究滑動摩擦力與運(yùn)動速度的關(guān)系:①用彈簧測力計(jì)拉著木塊以一定速度做勻速直線運(yùn)動,記錄彈簧測力計(jì)的示數(shù);
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