Question

6．小明利用鉛筆芯和鱷魚夾制作了簡易調(diào)光燈，裝置如圖甲所示．

（1）甲圖中有一處明顯錯誤是電流表正負接線柱接反了；改正后，閉合開關，改變鱷魚夾M、N之間距離，發(fā)現(xiàn)燈泡亮度會發(fā)生變化，這一現(xiàn)象說明導體的電阻與導體的長度有關．
（2）小明用一個LED燈替換鉛筆芯，與小燈泡串聯(lián)后接入電路（如圖乙）．閉合開關S₁，發(fā)現(xiàn)LED燈亮而小燈泡L不亮．針對這種現(xiàn)象，同學們提出了以下猜想：
猜想一：小燈泡L處發(fā)生短路
猜想二：LED燈電阻很大導致電路電流很小
為了驗證猜想，小組同學進行如下實驗：
實驗一：將一根導線并聯(lián)在圖乙電路中LED燈的兩端，此時LED燈不亮，小燈泡L亮（填“亮”或“不亮”）．根據(jù)觀察到的現(xiàn)象說明猜想一是錯誤的．
實驗二：利用電流表和電壓表，按圖丙所示的電路對LED燈的電阻進行測量．閉合開關依次移動滑動變阻器的滑片，獲得多組數(shù)據(jù)如表．

實驗次數(shù)	電壓（伏）	電流（毫安）	電阻（歐）
1	1.4	12	116.7
2	1.6	14	114.3
3	1.8	16	112.5
…	…	…	…

實驗二中，某次測量時電壓表示數(shù)如圖丁所示，此時電壓表讀數(shù)為2.3V，實驗時滑動變阻器的滑片逐漸向b端移動（填“a”或“b”）．經(jīng)分析，結(jié)果支持猜想二，從而導致小燈泡的實際功率太小（填“大”或“小”），不足以支持發(fā)光．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)電流表的正確接法進行判斷；導體的電阻與導體的長度、材料以及橫截面積有關；
（2）實驗一：若小燈泡L處發(fā)生短路，當將一根導線并聯(lián)在圖甲電路中LED燈的兩端時，燈泡不會發(fā)光；
實驗二：①根據(jù)電壓表所選量程，可知其分度值，結(jié)合指針位置可得出此時電壓表示數(shù)；
②根據(jù)串聯(lián)分壓和歐姆定律分析，從而確定滑動變阻器的變化；
③利用公式P=UI，結(jié)合表中的數(shù)據(jù)可做出計算．

解答 解：（1）根據(jù)實物圖可知，電流表的正負接線柱接線錯誤；
閉合開關，改變鱷魚夾M、N之間距離，即改變了導體的長度，發(fā)現(xiàn)燈泡亮度會發(fā)生變化，說明導體的電阻與導體長度有關；
（2）實驗一：若小燈泡L處發(fā)生短路，當將一根導線并聯(lián)在圖甲電路中LED燈的兩端時，電流流經(jīng)導線，燈泡不會發(fā)光，但根據(jù)觀察到的現(xiàn)象否定了猜想，說明小燈泡L發(fā)光；
實驗二：①由圖可知，電壓表所選量程為0～3V，分度值為0.1V，則由指針位置可知此時電壓表示數(shù)為2.3V；
②測定LED燈電阻，需要LED燈兩端電壓和流經(jīng)LED燈電流的數(shù)值，猜想二：LED燈電阻很大導致電路電流很小，電流表不能顯示讀數(shù)，因此要減小滑動變阻器兩端電壓，即滑動變阻器的滑片向b端或右端移動；
③由表中數(shù)據(jù)可知，當電壓為1.4V時，電路中的電流為12mA=0.012A，
則LED燈的消耗的電功率為：P=UI=1.4V×0.012A=1.68×10^-2W；
由表中數(shù)據(jù)可知，當電壓為1.8V時，電路中的電流為16mA=0.016A，
則LED燈的消耗的電功率為：P′=U′I′=1.8V×0.016A=2.88×10^-2W；
故由實驗可知，電路中電流太小，從而導致小燈泡實際功率太小，不足以支持發(fā)光．
故答案為：（1）電流表正負接線柱接反了；長度；  （2）實驗一：不亮；亮；實驗二：2.3；b；�。�

點評 此題是綜合探究實驗題，考查了電路的故障分析、電壓表的讀數(shù)、歐姆定律、電功率的計算等多個知識點，難易程度適中．