科普阅读题
灯泡的变迁
1879年，爱迪生以一只钨丝电灯泡引领人类开启了崭新的“光明时代”；一个多世纪以后，白炽灯将广阔的照明舞台让给新的主角—LED灯。
爱迪生尝试对1600多种不同的耐热材料进行试验，最终制成了钨丝灯泡，就是传统意义上的“白炽灯”。因为细微的电阻差别造成钨丝上各段温度不同，在电阻较大的地方，较高的温度使钨丝升华变快，造成钨丝变细，同时电阻进一步增大，最终令钨丝烧断。虽然后来多数的电灯泡内用注入惰性气体来减慢钨丝的升华，但一般白炽灯寿命也就1000小时左右。使用白炽灯时，有95%的电能转化为内能，只有5%的电能转为光能。同时废弃的白炽灯还会对环境造成污染，因此各国都制订了淘汰白炽灯的时间表，中国也在2017年停止销售白炽灯泡。
站在白炽灯这个“巨人”的肩膀上，1939年“荧光灯”正式诞生，荧光灯的原理是：利用荧光粉把低压汞蒸气放电过程中产生的紫外线转变成可见光。荧光灯发光时产生的热只是相同亮度的白炽灯的六分之一。同时，荧光灯可以使光色近似日光色或其他各种光色，使用寿命也比白炽灯长，是一种良好的室内照明光源。缩小荧光灯灯管直径可以制成“节能灯”，“节能灯”达到同样光能输出的前提下，耗电量只有白炽灯用电量的20%，从而可以节约大量的照明电能和费用。
进入21世纪，LED灯成为照明舞台上新的主角。LED光源属于固体冷光源，用环氧树脂封装，不存在灯丝发光易烧、光衰等缺点。研究数据表明，LED光源电光转换率接近100%，下面的数据表给出了不同面积的房间用不同种类灯照明时的功率需求情况，从表中可以明显看出在相同照明效果下，使用LED灯比白炽灯节能80%以上。
LED灯功率/W | 白炽灯功率/W | 节能灯功率/W | 适用房间面积 |
3 | 25 | 9 | 3-5 |
6 | 40 | 18 | 8-9 |
更有研究数据表明，LED灯寿命分别是荧光灯和白炽灯的10倍和100倍，且照明效果更加稳定。此外，LED光源光谱中没有红外线和紫外线，而且废弃物可回收，没有污染，可以安全触摸，属于典型的绿色照明光源。
请根据上述材料，回答下列问题：
（1）白炽灯泡的钨丝最后烧断的原因是（_________）
A. 灯丝细的地方比粗的地方电阻大，升温快
B. 灯丝细的地方比粗的地方电流大，电流的热效应更明显
（2）LED灯和白炽灯相比较，他们的优势是____________________（写出一条即可）
（3）如果晚上学习时使用的LED台灯功率是6W，根据文中所给的数据通过计算说明，每晚三小时学习时间，LED灯比白炽灯节约__________kW·h电能。
为了探究电流通过导体产生热量与电流大小是否有关，某同学选择的实验器材有：如图所示的甲、乙两个完全相同的烧瓶，两个烧瓶口都盖有胶塞并插入相同规格的温度计，烧瓶内装入等质量的煤油和阻值均为R的电热丝（电阻值不随温度变化），调零的电流表、电压不变的电源、导线、滑动变阻器各一个，导线若干。实验中用煤油升高的温度Δt的大小表示电流通过电热丝R产生热量的多少，该同学设计的实验电路如图所示。
（1）为了完成该同学的探究实验，还需添加的测量仪器是：______；
（2）以下是该同学的主要实验步骤，请你帮她补充完整；
①将装置甲、滑动变阻器、电流表等电路元件串联接入电路中，将滑动变阻器调到最大阻值；
②闭合开关S，调节滑动变阻器滑片P到适当位置，记录电流表的示数为I1，观察并记录温度计的示数t0，通电时间为2min时，记录此时温度计的示数t，断开开关S；
③用装置乙替换电路中的装置甲，闭合开关，____，记录电流表的示数为I2，观察并记录温度计的示数t0，通电时间为________min时，记录此时温度计的示数t，断开开关S；
④利用公式∆t＝_______（用测量的物理量的符号表示）计算出每次实验中煤油升高的温度，并记录在表格中。
（3）请帮助该同学设计一个记录实验数据的表格。____________
如图甲所示为测量小灯泡电功率的电路图，所选小灯泡的额定电压为3.8V，某同学正确连接电路，闭合开关后把滑动变阻器的滑片从某一位置移动到另一位置的过程中，测量数据如表所示。
U/V | 0.5 | 1.0 | 1.5 | 2.0 | 2.5 | 3.0 | 3.8 |
I/A | 0.12 | 0.16 | 0.18 | 0.21 | 0.22 |
| 0.25 |
P/W | 0.06 | 0.16 | 0.27 | 0.42 | 0.55 |
| 0.95 |
灯泡亮度 | 逐渐变亮
|
（1）当电压表示数为3.0V时，电流表的示数如图乙所示，此时通过小灯泡的电流为____A，此时小灯泡的实际电功率为_______W。为了测量小灯泡的额定功率，则应将滑动变阻器的滑片向____（填“左”或“右”）端移动。
（2）物理实验中的图像法是一种处理、分析数据的有效方法。在依据实验数据绘制图线时不要把数据点逐点连接成折线，而应依据数据点的整体分布趋势，描绘出一条直线或平滑曲线，让尽可能多的点在图线上，或让数据点比较均匀地分布在图线两旁，这样绘制出的图线比图上的任何一个数据点更适合作为进行分析预测的依据。请你在图所示的坐标系中画出电压为3V时的数据点，并描绘出小灯泡的I -U关系图像。
（________________）
（3）根据图绘制的图像可知，该小灯泡的电阻随电压的增大而______。
某同学“测量额定电压为2.5V的小灯泡正常发光时的额定电功率P额”。现有如下器材：电源（电压未知但符合实验要求）、三个开关、一个已调零的电压表、一个已知阻值为R0的定值电阻、一个小灯泡、一个符合实验要求的滑动变阻器和若干条导线。经过思考，该同学设计了所需的实验电路（其中部分连线如图所示），完成了实验任务。
请你再添加一根导线，完成电路连接。
（_________________）
（2）请你补充主要实验步骤：
①闭合开关S1和S3，断开S2，调节滑动变阻器滑片P位置使电压表示数U1＝_________V；
②________________________，保持滑动变阻器滑片P位置不动，记录电压表示数为U2；
③用R0、U1和U2表示小灯泡正常发光时的电功率。P额＝_______________。
实验桌上有如下器材：符合实验要求的电源一个、已调零的电流表和电压表各一只、开关一个、各种阻值已知的定值电阻和导线若干。某同学从实验桌上选择适当器材，探究“当通过电阻的电流保持不变时，电阻消耗的电功率与该电阻的阻值成正比”。该同学设计的电路如图所示，主要的实验步骤和数据记录结果如下：
①断开开关S，按照电路图连接电路，把滑动变阻器的滑片P调到接入电路阻值最大的位置。
②闭合开关S，调节滑动变阻器滑片P到适当位置，用电压表和电流表分别测出R两端的电压U和通过R的电流I，把数据R、U、I记录在表格中，断开开关S。
③更换接入电路中的电阻R，闭合开关S，用电压表和电流表分别测出R两端的电压U和通过R的电流I，把数据R、U、I记录在表格中，断开开关S。
④仿照步骤③，再进行四次实验，将各次实验数据R、U、I记录在表格中。
⑤利用公式P=UI分别计算出各电阻R消耗的功率P，把数据记录在表格中。
数据记录结果
R/Ω | 2 | 4 | 7 | 10 | 15 | 20 |
U/V | 1.0 | 1.6 | 2.4 | 2.9 | 3.5 | 4.0 |
I/A | 0.50 | 0.40 | 0.34 | 0.30 | 0.24 | 0.20 |
P/W | 0.50 | 0.64 | 0.82 | 0.87 | 0.84 | 0.80 |
根据以上实验过程，回答下列问题：
（1）该同学的探究过程中存在的问题是__________________________。
（2）请你针对该同学探究过程中存在的问题，写出改正措施：__________________。
某物理兴趣小组同学将较长的软导线两端与灵敏电流计两接线柱连接。如图所示，两同学手持导线分别站在地面的东西方向，像跳绳一样在空中不停地摇动导线，可看到灵敏电流计的指针发生偏转。请你利用学过的物理知识简要解释这个现象。
