Question

實(shí)驗(yàn)小組進(jìn)行了“測定額定電壓是2.5V的小燈泡功率”的實(shí)驗(yàn)：
（1）實(shí)驗(yàn)記錄與計(jì)算如下表：

電壓U/V	1.5	2.0	2.5
電流I/A	0.22	0.26	0.30
功率P/W	0.33	0.52
燈泡發(fā)光情況	燈絲暗紅	微弱發(fā)光	正常發(fā)光

根據(jù)他們觀察的現(xiàn)象和記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，你可得出什么結(jié)論（請說出兩點(diǎn)）：
①小燈泡的額定功率是

0.75

W；②

電流隨電壓的增大而增大

．
（2）他們還注意到，這個(gè)實(shí)驗(yàn)記錄也可以用來計(jì)算小燈泡燈絲的電阻，并發(fā)現(xiàn)燈絲的電阻值隨電壓升高而增大，同學(xué)們想：導(dǎo)體的電阻不是與電壓、電流無關(guān)嗎？怎么會(huì)有這樣的結(jié)論呢？請你給他們作出合理的解釋：

燈絲的電阻隨溫度的升高而增大

．
（3）①在如圖甲中用筆畫線代替導(dǎo)線完成該實(shí)驗(yàn)的電路連接；（請正確選擇電表量程）
②請?jiān)谧鴺?biāo)如圖乙中作出小燈泡的電壓和電流的關(guān)系圖象．

（4）他們繼續(xù)用上圖所示裝置來探究電流跟電壓、電阻的關(guān)系．首先把2 歐姆的電阻接入原來小燈泡的位置，調(diào)節(jié)變限器依次測得數(shù)據(jù)如表一．
由表一可歸納出：在電阻不變的情況下，導(dǎo)體中的電流跟它兩端的電壓成

正

比．然后研究電壓不變情況下電流與電阻的關(guān)系．其操作步驟是分別把1Ω、2Ω、3Ω的電阻接入原小燈泡的位置，立即閉合開關(guān)記錄讀數(shù)如表二所示．
由表中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，通過導(dǎo)休的電流跟它的電阻不成反比，其原因可能是遺漏了重要的操作步驟，此步驟是：

移動(dòng)滑動(dòng)變阻器保持電阻兩端的電壓不變

．
（5）在（4）物理實(shí)驗(yàn)探究中我們采用

控制變量

法來探究問題，我們還學(xué)過用這種方法的實(shí)驗(yàn)有

探究滑動(dòng)摩擦力與壓力和接觸面粗糙程度的關(guān)系

．
表一

次數(shù)	電阻R=2歐
	電壓（伏）	電流（安）
1	1	0.5
2	1.6	0.8
3	2	1

表二

次數(shù)	電壓（伏）	電流（安）
1（R=1歐）	0.6	0.6
2（R=2歐）	1	0.5
3（R=3歐）	1.3	0.43

Answer 1

分析：（1）由功率公式P=UI計(jì)算額定功率，由表格中數(shù)據(jù)分析電流與電壓的關(guān)系；
（2）金屬電阻，其阻值隨溫度的升高而變大，故可以考慮由于通電時(shí)間長而使溫度升高，電阻變大；
（3）根據(jù)額定電壓選擇量程并聯(lián)線，由描點(diǎn)法畫出圖象；
（4）在電阻不變時(shí)，電壓和電流的比值是定值，因此電流跟電壓成正比，否則不成正比．
由歐姆定律知，電壓一定時(shí)，電流跟電阻成反比，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，電流跟電阻不成反比，沒有控制好前提條件不變．
（5）電流跟電壓和電阻有關(guān)，探究電流跟電壓的關(guān)系，保持電阻不變，探究電流跟電阻的關(guān)系，保持電壓不變，這種方法是控制變量法．控制變量法是物理實(shí)驗(yàn)中經(jīng)常用到的一種方法，比如探究滑動(dòng)摩擦力與壓力和接觸面粗糙程度的關(guān)系等．

解答：解：（1）①P=UI=2.5V×0.30A=0.75W；②從表中數(shù)據(jù)可以看出電流隨電壓的增大而增大；
（2）燈絲電阻變大，是因?yàn)橥�電時(shí)間長使燈絲溫度升高，故燈絲的電阻隨溫度的升高而增大；
（3）燈泡的額定電壓為2.5V，故電壓表量程選3V，電流較小，故電流表選0.6A的量程，如圖所示
由描點(diǎn)法作出圖象，注意不能是直線．圖象如圖：

（4）由表一得：

U

I

為定值，所以在電阻一定時(shí)，電流跟電壓成正比．
探究電流跟電阻關(guān)系時(shí)，要保持電壓不變．
實(shí)驗(yàn)時(shí)，分別把1Ω、2Ω、3Ω電阻接入原燈泡位置，立即閉合開關(guān)，原燈泡位置接入的電阻越大，分擔(dān)的電壓越大，沒有保持電阻兩端的電壓不變，所以得到電流跟電阻不成反比．
實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)該把1Ω、2Ω、3Ω電阻接入原燈泡位置時(shí)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片，使定值電阻兩端電壓相等．
（4）電流跟電壓和電阻同時(shí)有關(guān)，探究電流跟電壓、電流跟電阻的關(guān)系時(shí)，采用控制變量法．物理學(xué)中經(jīng)常用控制變量法進(jìn)行探究，比如探究滑動(dòng)摩擦力與壓力和接觸面粗糙程度的關(guān)系等．
故答案為（1）①0.75；②電流隨電壓的增大而增大（2）燈絲的電阻隨溫度的升高而增大．（3）如上圖所示．
（4）正；移動(dòng)滑動(dòng)變阻器保持電阻兩端的電壓不變；（5）控制變量；探究滑動(dòng)摩擦力與壓力和接觸面粗糙程度的關(guān)系等．

點(diǎn)評：本題主要考查的內(nèi)容：
（1）燈絲的U-I圖象是一條曲線，主要原因是因?yàn)殡S溫度的升高使燈絲電阻變大．
（2）電壓表量程由電源電壓和燈泡電壓的最小值來確定．
（3）電流表的量程根據(jù)額定電壓和電阻或額定電壓和額定功率來確定．
（4）本實(shí)驗(yàn)實(shí)質(zhì)上通過利用控制變量法，探究歐姆定律中電流跟電壓、電阻的關(guān)系．