Question

小明在探究“小灯泡发光时的亮度与电功率的关系”的实验中，所用的电源电压是4V，小灯泡的额定电压是2.5V，小灯泡两端允许加的最大电压为额定电压的1.2倍。

（1） 请将下图的实验电路连接完整。

（________）

（2） 小明连接的电路中，电流表接的是大量程，滑动变阻器的滑片滑到了阻值最大端。在检查电路连接正确后，小明又进行了实验操作，并根据观察到的实验现象将电流表从大量程改为小量程。则他进行了怎样的实验操作？观察到什么实验现象？

实验操作：___________。

实验现象：_____________。

（3）实验中，观察到小灯泡开始发光时，电压表的示数是0.5V。关于电压测量点的选择有如下三种方案。甲：1.0V  2.0V  3.0V      乙：1.0V  2.5V  4.0V     丙：0.5V  1.5V  2.0V  2.5V  3.0V

应该选用____________方案。

（4）小刚在做该实验时，用数量和规格均满足实验要求的定值电阻代替了滑动变阻器。请分析说明用定值电阻代替滑动变阻器做实验的两点不足。

①__________； ② _________ 。

Answer

见解析 无论怎样移动滑片 电流表指针变化较小，小于0.6A 甲 亮度不能连续变化，不易比较 操作麻烦

【解析】

(1)灯泡两端所允许加的最大电压是2.5V×1.2＝3V，因此电压表可选择3V量程，灯泡与滑动变阻器串联接入电路，电压表并联在灯泡两端，电路图如图所示；

(2)实验中电流表选择大量程0∼3A,灯泡两端允许加得最大电压为3V,一般情况下,额定电压为2.5V的小灯泡电阻约为10Ω,电路的最大电流约为I＝＝0.3A<0.6A，0∼3A量程太大，闭合开关后，无论怎样移动滑片，电流表指针偏转角度都比较小，这样不便于读数，读数误差较大，所以应改为小量程。则他进行的实验操作：应该断开开关将电流表的小量程连入电路，然后将滑动变阻器移到最大阻值处，在闭合开关进行实验，此时观察到电流表的指针偏转角度变大；

(3)要探究“小灯泡发光时的亮度与电功率的关系”，可以再稍增大灯两端的电压，取小于额定电压、等于额定电压、大于额定电压几个电压，实际功率将小于额电功率、等于额电功率、大于额电功率；甲方案没有在额定电压下；乙方案4V会烧坏灯；不可取，综合分析可知，应选用丙方案；

(4)小刚在做该实验时，用数量和规格均满足实验要求的定值电阻代替了滑动变阻器，小刚的做法存在以下不足：亮度不能连续变化，不易比较 ；操作麻烦。