题目:
实验小组进行了“测定额定电压是2.5V的小灯泡功率”的实验:
(1)实验记录与计算如下表:
电压U/V |
1.5 |
2.0 |
2.5 |
电流I/A |
0.22 |
0.26 |
0.30 |
功率P/W |
0.33 |
0.52 |
|
灯泡发光情况 |
灯丝暗红 |
微弱发光 |
正常发光 |
根据他们观察的现象和记录的实验数据分析,你可得出什么结论(请说出两点):
①小灯泡的额定功率是
0.75
0.75
W;②
电流随电压的增大而增大
电流随电压的增大而增大
.
(2)他们还注意到,这个实验记录也可以用来计算小灯泡灯丝的电阻,并发现灯丝的电阻值随电压升高而增大,同学们想:导体的电阻不是与电压、电流无关吗?怎么会有这样的结论呢?请你给他们作出合理的解释:
灯丝的电阻随温度的升高而增大
灯丝的电阻随温度的升高而增大
.
(3)①在如图甲中用笔画线代替导线完成该实验的电路连接;(请正确选择电表量程)
②请在坐标如图乙中作出小灯泡的电压和电流的关系图象.

(4)他们继续用上图所示装置来探究电流跟电压、电阻的关系.首先把2 欧姆的电阻接入原来小灯泡的位置,调节变限器依次测得数据如表一.
由表一可归纳出:在电阻不变的情况下,导体中的电流跟它两端的电压成
正
正
比.然后研究电压不变情况下电流与电阻的关系.其操作步骤是分别把1Ω、2Ω、3Ω的电阻接入原小灯泡的位置,立即闭合开关记录读数如表二所示.
由表中的实验数据发现,通过导休的电流跟它的电阻不成反比,其原因可能是遗漏了重要的操作步骤,此步骤是:
移动滑动变阻器保持电阻两端的电压不变
移动滑动变阻器保持电阻两端的电压不变
.
(5)在(4)物理实验探究中我们采用
控制变量
控制变量
法来探究问题,我们还学过用这种方法的实验有
探究滑动摩擦力与压力和接触面粗糙程度的关系
探究滑动摩擦力与压力和接触面粗糙程度的关系
.
表一
次数 |
电阻R=2欧 |
电压(伏) |
电流(安) |
1 |
1 |
0.5 |
2 |
1.6 |
0.8 |
3 |
2 |
1 |
表二
次数 |
电压(伏) |
电流(安) |
1(R=1欧) |
0.6 |
0.6 |
2(R=2欧) |
1 |
0.5 |
3(R=3欧) |
1.3 |
0.43 |
答案
0.75
电流随电压的增大而增大
灯丝的电阻随温度的升高而增大
正
移动滑动变阻器保持电阻两端的电压不变
控制变量
探究滑动摩擦力与压力和接触面粗糙程度的关系
解:(1)①P=UI=2.5V×0.30A=0.75W;②从表中数据可以看出电流随电压的增大而增大;
(2)灯丝电阻变大,是因为通电时间长使灯丝温度升高,故灯丝的电阻随温度的升高而增大;
(3)灯泡的额定电压为2.5V,故电压表量程选3V,电流较小,故电流表选0.6A的量程,如图所示
由描点法作出图象,注意不能是直线.图象如图:

(4)由表一得:
为定值,所以在电阻一定时,电流跟电压成正比.
探究电流跟电阻关系时,要保持电压不变.
实验时,分别把1Ω、2Ω、3Ω电阻接入原灯泡位置,立即闭合开关,原灯泡位置接入的电阻越大,分担的电压越大,没有保持电阻两端的电压不变,所以得到电流跟电阻不成反比.
实验时,应该把1Ω、2Ω、3Ω电阻接入原灯泡位置时,调节滑动变阻器滑片,使定值电阻两端电压相等.
(4)电流跟电压和电阻同时有关,探究电流跟电压、电流跟电阻的关系时,采用控制变量法.物理学中经常用控制变量法进行探究,比如探究滑动摩擦力与压力和接触面粗糙程度的关系等.
故答案为(1)①0.75;②电流随电压的增大而增大(2)灯丝的电阻随温度的升高而增大.(3)如上图所示.
(4)正;移动滑动变阻器保持电阻两端的电压不变;(5)控制变量;探究滑动摩擦力与压力和接触面粗糙程度的关系等.
考点梳理
探究用电器的电功率实验;实物的电路连接;额定功率.
(1)由功率公式P=UI计算额定功率,由表格中数据分析电流与电压的关系;
(2)金属电阻,其阻值随温度的升高而变大,故可以考虑由于通电时间长而使温度升高,电阻变大;
(3)根据额定电压选择量程并联线,由描点法画出图象;
(4)在电阻不变时,电压和电流的比值是定值,因此电流跟电压成正比,否则不成正比.
由欧姆定律知,电压一定时,电流跟电阻成反比,实验发现,电流跟电阻不成反比,没有控制好前提条件不变.
(5)电流跟电压和电阻有关,探究电流跟电压的关系,保持电阻不变,探究电流跟电阻的关系,保持电压不变,这种方法是控制变量法.控制变量法是物理实验中经常用到的一种方法,比如探究滑动摩擦力与压力和接触面粗糙程度的关系等.
本题主要考查的内容:
(1)灯丝的U-I图象是一条曲线,主要原因是因为随温度的升高使灯丝电阻变大.
(2)电压表量程由电源电压和灯泡电压的最小值来确定.
(3)电流表的量程根据额定电压和电阻或额定电压和额定功率来确定.
(4)本实验实质上通过利用控制变量法,探究欧姆定律中电流跟电压、电阻的关系.
作图题;压轴题;信息给予题;实验探究题;控制变量法.