Question

【題目】某小組同學(xué)在探究電流與電阻的關(guān)系時(shí)，選用如下器材：電源，0～50Ω的滑動(dòng)變阻器，電流表，電壓表，開(kāi)關(guān)，5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的定值電阻各一個(gè)，導(dǎo)線若干，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中控制定值電阻兩端電壓為2V不變．
（1）圖甲是連接的部分實(shí)驗(yàn)電路，請(qǐng)將電路補(bǔ)充完整．
（2）開(kāi)關(guān)閉合前需要將滑動(dòng)變阻器的滑片調(diào)至（填“A”或“B”）端；若閉合開(kāi)關(guān)后，發(fā)現(xiàn)電流表有示數(shù)，電壓表示數(shù)為零，則電路存在的故障可能是定值電阻（填“短路”或“斷路”）．
（3）某次實(shí)驗(yàn)時(shí)，電流表的示數(shù)如圖乙所示為A，此時(shí)連入電路的定值電阻的阻值是Ω．
（4）若將10Ω換成15Ω電阻時(shí)，需要將滑動(dòng)變阻器滑片向（填“A”或“B”）端調(diào)整，使電壓表的示數(shù)為V．
（5）完成上面實(shí)驗(yàn)后，小組同學(xué)又想測(cè)量額定電壓為U額的小燈泡的額定功率，但發(fā)現(xiàn)電流表已經(jīng)損壞，于是他們又找來(lái)了兩個(gè)開(kāi)關(guān)，設(shè)計(jì)了如圖丙所示的電路，已知電源電壓為U，定值電阻的阻值為R0 ， 請(qǐng)你完成下面實(shí)驗(yàn)步驟． ①（填寫(xiě)S、S1、S2的通斷情況），調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片使電壓表示數(shù)為；
②（填寫(xiě)S、S1、S2的通斷情況），保持滑動(dòng)變阻器的滑片不動(dòng)，讀出電出壓表示數(shù)為U1；
③燈泡的額定功率的表達(dá)式為P額= ．

Answer 1

【答案】
（1）解：如下圖所示：

（2）B；短路
（3）0.2；10
（4）B；2
（5）閉合S、S1 ， 斷開(kāi)S2；U﹣U額；閉合S、S2 ， 斷開(kāi)S1； U額
【解析】解：（1）電路中的最大電流：I最大= = =0.4A，因此電流表選擇0～0.6A量程； 將電流表0.6A接線柱與電源正極相連，（2）為了安全起見(jiàn)，閉合開(kāi)關(guān)前，需將滑片移到阻值最大處，即將滑片移到B端；
閉合開(kāi)關(guān)后，電流表有示數(shù)，說(shuō)明電路為通路；電壓表示數(shù)為零，電壓表可能被短路，而電壓表測(cè)量定值電阻兩端電壓，因此可能為定值電阻短路；（3）已知電流表的量程為0～0.6A，分度值為0.02A，示數(shù)為0.2A；
由I= 可知，定值電阻的阻值：R= = =10Ω；（4）將10Ω的電阻換成了15Ω的電阻時(shí)，串聯(lián)電路的總電阻變大，根據(jù)歐姆定律可知電路中電流變小，滑動(dòng)變阻器分得的電壓變小，電阻分得的電壓增大，所以應(yīng)調(diào)節(jié)滑片向B端移動(dòng)，增大滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻，使電壓表的示數(shù)為2V；（5）①閉合S、S1 ， 斷開(kāi)S2 ， 調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片使電壓表示數(shù)為U﹣U額；②閉合S、S2 ， 斷開(kāi)S1 ， 保持滑動(dòng)變阻器的滑片不動(dòng)，讀出電出壓表示數(shù)為U1；③通過(guò)燈泡的電流：I=IR0= ，
燈泡額定功率：P=U額I=U額× = U額 ．
故答案為：（2）B；短路；（3）0.2；10；（4）B；2；（5）①閉合S、S1 ， 斷開(kāi)S2；②閉合S、S2 ， 斷開(kāi)S1；③ U額 ．
（1）探究電流與電阻關(guān)系時(shí)，需控制電壓不變，根據(jù)定值電阻兩端電壓和最小定值電阻確定電路中的最大電流，從而確定電流表的量程，并將電流表串聯(lián)在電路中；（2）為了安全起見(jiàn)，閉合開(kāi)關(guān)前，需將滑片移到阻值最大處；
閉合開(kāi)關(guān)后，電流表有示數(shù)，說(shuō)明電路為通路；電壓表示數(shù)為零，電壓表可能被短路，根據(jù)電壓表測(cè)量的元件確定電路短路的具體位置；（3）根據(jù)電流表的量程、分度值以及指針的位置讀出電流表的示數(shù)，根據(jù)歐姆定律的應(yīng)用求出定值電阻的阻值；（4）將10Ω的電阻換成了15Ω的電阻時(shí)，電路中的總電阻變大，它兩端的電壓也隨之變化，為保證結(jié)論的準(zhǔn)確性，要通過(guò)調(diào)節(jié)滑片，使滑動(dòng)變阻器兩端的電壓增大，從而使電阻兩端的電壓變?yōu)樵瓉?lái)的值，根據(jù)串聯(lián)電路的分壓關(guān)系去調(diào)節(jié)即可；（5）由丙圖可知：沒(méi)有電流表的情況下，利用定值電阻和電壓表代替電流表與燈泡串聯(lián)，首先使燈泡兩端的電壓為U額 ， 然后測(cè)出此時(shí)定值電阻兩端的電壓，便可求出電路中的電流，根據(jù)P=UI計(jì)算出燈泡的額定電功率．