Question

13．同學們要測量額定電壓為2.5V小燈泡在不同電壓下的電功率和電阻，同時觀察燈泡亮度，并進行比較直接規律．

（1）如圖1是小明連接的實驗電路，有一根導線連接錯了，請你在接錯的那根線上打“×”，另畫一根導線，使電路連接正確．
（2）同學們將實驗得到的數據記錄在了草稿紙上（如圖2）．
①請你為該實驗設計記錄數據和現象的表格，并填寫完整．
②請你寫出本實驗可一得出哪些結論（打出兩條即可）．
③小明制作了如圖3所示1、2兩裝置（其中R₁=R₂），打算用它替換原電路中的小燈泡．探究“電流的熱效應是否與電流大小有關”．請寫出他的實驗思路．

Answer 1

分析 （1）本實驗中，電壓表應與燈泡并聯，由此修改電路連接；
（2）①根據實驗目的和所測物理量設計表格，燈泡兩端電壓越大，通過的電流也越大，由此填入數據；
②由實驗表格中數據分析結論；
③探究電流熱效應與電流的關系時，需保持電阻與通電時間相同，電流不同．

解答 解：
（1）測量額定電功率和電阻的實驗中，電壓表應與燈泡并聯，由此改接電路如圖所示：
；
（2）①由P=UI和R=$\frac{U}{I}$知，測量額定電功率和電阻的實驗中要測出燈泡兩端電壓和電流，還要觀察燈泡亮度，由此設計表格，燈泡兩端電壓越大，通過的電流也越大，計算其功率和電阻，并填入數據，如下表所示：

實驗次數	電壓U/V	電流I/A	電功率P/W	燈泡亮度	電阻R/Ω
1	2.0	0.26	0.52	較暗	7.7
2	2.5	0.30	0.75	較亮	8.3
3	3.0	0.33	0.99	最亮	9.1

②由表格數據可知：a、實際電壓大于額定電壓時，燈泡的實際功率大于其額定功率；
b、燈泡的實際功率越大，燈泡越亮；
c、燈泡的電阻隨溫度升高而增大．
③上分析，可以將1、2兩裝置替換小燈泡，分別接入電路，調節滑動變阻器使兩次電路中電流不同，控制通電時間相同，觀察比較兩紅色液柱上升的高度和對應的電流，總結電熱與電流之間的關系．
故答案為：（1）見上圖；（2）①見上表格；②a、實際電壓大于額定電壓時，燈泡的實際功率大于其額定功率；b、燈泡的實際功率越大，燈泡越亮；③將1、2兩裝置替換小燈泡，分別接入電路，調節滑動變阻器使兩次電路中電流不同，控制通電時間相同，觀察比較兩紅色液柱上升的高度和對應的電流，總結電熱與電流之間的關系．

點評 本題是測燈泡功率和電阻的實驗，考查了實物連接、實驗表格設計和數據處理，還考查了如何探究電流的熱效應是否與電流大小有關．綜合性強，是一道好題．