Question

某实验小组利用图甲所示电路进行如下的实验研究．
（1）断开S₃，闭合S₁、S₂，调节滑动变阻器，由伏特表和安培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，可计算出电阻R=    Ω；
（2）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，根据测量数据绘制成如图丙的U-I关系图象．由图象分析，当伏特表示数为2V时，灯泡L的电阻R_L=    Ω；若灯泡L的额定电压为2.5V，小灯的额定电功率为     W；
（3）闭合S₁、S₂和S₃，调节滑动变阻器，当伏特表示数为2V时，电流表的示数是     A；
（4）兴趣小组对实验结果进行交流、讨论后，得出以下两个结论：
结论一：电阻R中通过的电流与其两端电压成正比；
结论二：电灯L中通过的电流与其两端电压不成正比．
你认为这两个结论是否正确？结论一     ；结论二     （填“正确”或“不正确”）；
若不正确，请说明理由     ．

Answer

（1）求定值电阻R的阻值，可以利用它的I-U图线中的特殊的坐标点去求解．
（2）求伏特表示数为2V时，灯泡L的电阻RL的值，可以在其图象中找出电压为2V时的坐标，然后利用坐标中的信息去求出灯泡的电阻值．求小灯泡的额定功率，利用图象中的额定电压对应的额定电流去入手解决．
（3）闭合S1、S2和S3，此时的电路是灯泡与定值电阻R并联后，再与滑动变阻器串联的一个混联电路．电流表测的是干路电流，它的示数等于通过灯泡和定值电阻R的电流之和．求出这两个支路中的电流即可．调节滑动变阻器，当伏特表示数为2V时，各支路两端的电压均为2V，由欧姆定律即可求得这两个支路的电流．
（4）结合表格中的数据分析得出的结论是否正确．但要注意，此题中用到的方法是控制变量法，首先要保证控制住电压或电阻不变这个前提条件的成立．
【解析】
（1）由乙图象可知，当R两端的电压为1V时，通过它的电流为0.1A，根据公式R===10Ω．
（2）由图象丙可知，当灯泡两端的电压为2V时，通过灯泡的电流为0.2A，根据公式R===10Ω；
若灯泡L的额定电压为2.5V，此时小灯泡中的电流可以由图象得到为0.35A，根据公式P额=U额×I额=2.5V×0.35A=0.875W．
（3）当S1、S2和S3都闭合时，R与灯泡并联，此时电流表的示数为干路电流，即为R和L中的电流之和．由图象乙知，当电压为2V时，通过R的电流为0.2A，由图象乙知，当电压为2V时，通过R的电流为0.2A，由图象乙知，当电压为2V时，通过R的电流为0.2A，由图象丙可知，当电压为2V时，通过L电流为0.2A．所以此时电流表的示数：I=0.2A+0.2A=0.4A．
（4）在表一中，导体两端的电压增大几倍，导体中的电流就增大几倍，所以，结论一是正确的．
利用表二的数据分析结论二，看似正确，但是灯泡的电阻是与通过灯丝的温度有关的，当通过灯丝的电流增大时，灯丝的温度升高，灯丝的电阻增大，结论成立的前提是要保证灯丝的电阻不变，由于没有满足这个前提条件，所以，这个结论是不正确的．
故答案为：（1）10．
（2）10；0.875．
（3）0.4．
（4）正确；不正确；在研究电流与电压的关系时，要保持电阻不变，但电灯的电阻由于灯丝温度的变化而发生了变化．