Question

在探究“小灯的亮度与什么因素有关”的实验中，小红找来额定电流均小于0.6A，额定电压是2.5V的灯L₁和额定电压是3.8V的灯L₂，先后接在电源电压恒为6V的电路中，按照如图所示的电路开始探究。

 

（1）请你用笔画线代替导线，根据图甲所示的电路图，将图乙所示实物图连接完整_______。要求：滑片P已处于滑动变阻器阻值最大位置。

（2）闭合开关，移动滑动变阻器滑片P，小红发现灯泡L₁始终不亮，电压表有示数，电流表无示数，其故障原因是：_____。

（3）小红排除故障后，按上图所示的电路继续进行实验：

①闭合开关，滑片P向B端移动，使灯L₁发光，测出灯L₁的相关物理量，记录和计算结果如表：

次数	电压/V	_____	实际功率/W	电阻/Ω
1	1.6	0.20	0.32	8.00
2	2.5	0.24	0.60	10.42
3	2.8	0.26	0.73	10.77

②请将记录数据时遗漏的物理量和单位填入表格的空格处。

（4）小红注意到灯L₁的亮度变化是：第二次比第一次亮，第三次比第二次更亮。结合表中数据得出的结论是：_____。

（5）用L₂替换L₁重复上面的实验时，需要改变_____表的量程，发现灯L₂的亮度变化规律与灯L₁相似。

（6）完成上述实验后，小华向老师要了一个已知阻值为R₀的定值电阻和一个单刀双掷开关，借助部分现有的实验器材，设计了如图丙所示的实验电路，测出了小灯泡L₂的额定功率，请你帮她完成下列实验步骤：

①连接好实验电路，闭合开关S₁，将开关S₂拨到触点2移动滑片，使电压表的示数为_____V。

②保持滑片的位置不动，再将开关S₂拨到触点_____（选填“1”或“2”），读出电压表的示数为U。

③小灯泡额定功率的表达式为P_额＝_____（用已知量和测量量表示）。

Answer

灯丝断了或灯座断路 电流/A 小灯泡的亮度与灯的实际电功率有关，实际电功率越大，灯泡越亮 电压 3.8 1 3.8V×

【解析】

(1)[1] 滑片P已处于滑动变阻器阻值最大位置，故变阻器右下接线线连入电路中，由表中电流大小，电流表选用小量程串联在电路中，电压表与灯并联，如下所示：

。

(2)[2] 闭合开关，移动滑动变阻器滑片P，小红发现灯泡L1始终不亮，电流表无示数，则电路可能断路，电压表有示数，说明电压表与电源连通，其故障原因是：灯丝断了或灯座断路。

(3)[3] 根据P＝UI，故遗漏的物理量和单位为：电流/A。

(4)[4] 小红注意到灯L1的亮度变化是：第二次比第一次亮，第三次比第二次更亮。结合表中数据得出的结论是：小灯泡的亮度与灯的实际电功率有关，实际电功率越大，灯泡越亮。

(5)[5] 用L2替换L1重复上面的实验时，因L2的额定电压为3.8V，需要改变电压表的量程，发现灯L2的亮度变化规律与灯L1相似。

(6)[6][7][8]实验步骤：

①连接好实验电路，闭合开关S1，将开关S2拨到触点2移动滑片，使电压表的示数为3.8V。

②保持滑片的位置不动，再将开关S2拨到触点1，读出电压表的示数为U。

③在②中，电压表测灯与定值电阻的电压，因此时各电阻的大小和电压不变，灯仍正常工作，根据串联电路电压的规律，此时定值电阻的电压

U0＝U﹣3.8V

由欧姆定律可求出灯的额定电流

小灯泡额定功率的表达式为