Question

小明在探究“小灯泡发光时的亮度与电功率的关系”的实验中，所用的电源电压是4V，小灯泡的额定电压是2.5V，小灯泡两端允许加的最大电压为额定电压的1.2倍。

（1）请将上图的实验电路连接完整_________。

（2）小明连接的电路中，电流表接的是大量程，滑动变阻器的滑片滑到了阻值最大端。在检查电路连接正确后，小明又进行了实验操作，并根据观察到的实验现象将电流表从大量程改为小量程。则他进行了怎样的实验操作？观察到什么实验现象？

实验操作：____________________________________________

实验现象：_______________________________________________________

（3）实验中，观察到小灯泡开始发光时，电压表的示数是0.5V。关于电压测量点的选择有如下三种方案。

甲：1.0V 2.0V 3.0V   乙：1.0V 2.5V 4.0V    丙：0.5V 1.0V 1.5V 2.0V 2.5V 3.0V

应该选用___________方案。

（4）小刚在做该实验时，用数量和规格均满足实验要求的定值电阻代替了滑动变阻器。

请分析说明用定值电阻代替滑动变阻器做实验的两点不足：

______________________________________________________________________；

______________________________________________________________________。

Answer

闭合开关，调节滑动变阻器到小灯泡两端电压为3ｖ 电流表指针偏转角度很小，没有超出0.6Ａ 丙 不能直接观察小灯泡的亮暗变化 不便于操作

【解析】（1）灯泡两端所允许加的最大电压是2.5V×1.2=3V，因此电压表可选择3V量程，灯泡与滑动变阻器串联接入电路，电压表并联在灯泡两端，电路图如图所示；

（2）实验中电流表选择大量程0～3A，灯泡两端允许加得最大电压为3V，一般情况下，额定电压为2.5V的小灯泡电阻约为10Ω，电路的最大电流约为I=U/R=3V/10Ω=0.3A＜0.6A，0～3A量程太大，闭合开关后，电流表指针偏转角度太小，不便于读数，读数误差较大，另一方面，移动滑动变阻器滑片时电流表指针变化范围很小不便于读数，不便于进行多次测量；

（3）要探究“小灯泡发光时的亮度与电功率的关系”，可以再稍增大灯两端的电压，取小于额定电压、等于额定电压、大于额定电压几个电压，实际功率将小于额电功率、等于额电功率、大于额电功率；甲方案没有在额定电压下；乙方案4V会烧坏灯；不可取，综合分析可知，应选用丙方案；

（4）小刚在做该实验时，用数量和规格均满足实验要求的定值电阻代替了滑动变阻器，小刚的做法存在以下不足：实验操作不方便，不易比较灯泡亮度变化情况；