Question

【題目】小明在實驗室探究電學(xué)實驗，有如下器材：電壓表、電流表、滑動變阻器、開關(guān)、電源（電壓恒為4.5V）、定值電阻R（分別為5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω）、小燈泡（額定電壓為2.5V）、導(dǎo)線若干。

（1）在探究“電流與電阻的關(guān)系”實驗中：

①小明設(shè)計了如圖甲所示電路，請你幫他將圖乙所示的實物圖連接完整。

（_______）

②閉合開關(guān)前，要將滑動變阻器滑片移至____（選填“A”或“B”）端；電路中滑動變阻器起到保護(hù)電路和____的作用。

③閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)無論如何移動滑動變阻器的滑片，電流表有示數(shù)，電壓表示數(shù)為零，此時電路出現(xiàn)的故障可能是____。

④小明排除故障后繼續(xù)實驗，先將5Ω的電阻接入電路，閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，直到電壓表示數(shù)為2.5V，記下電流表示數(shù)；斷開開關(guān)，把5Ω電阻換為10Ω的電阻，再閉合開關(guān)，應(yīng)向____（選填“A”或“B”）端移動滑動變阻器的滑片，才能使電壓表示數(shù)仍為2.5V，同時再記下電流表的示數(shù)。

⑤為確保所給的5個定值電阻接入電路后都能正常進(jìn)行實驗，那么，應(yīng)該選取最大阻值不小于____Ω的滑動變阻器。

（2）完成以上實驗后，小明將定值電阻換成小燈泡，想要測量它的額定電功率。在不損壞小燈泡的情況下，移動滑動變阻器的滑片，記錄多組小燈泡兩端的電壓值及對應(yīng)的電流值，根據(jù)這些數(shù)據(jù)繪制出了小燈泡的“I﹣U”關(guān)系圖象（如圖丙所示）。分析圖象可知，小燈泡正常工作時燈絲電阻為____Ω，小燈泡的額定功率是____W。從圖象還可以看出，小燈泡燈絲的電阻隨____升高而增大。

Answer 1

【答案】 A 保持電阻兩端電壓不變 電阻短路 A 20 10 0.625 溫度

【解析】

(1)①變阻器按一上一下接入電路中，電壓有與電阻并聯(lián)，如下所示：

②閉合開關(guān)前，為了保護(hù)實驗儀器不被燒壞，要將滑動變阻器滑片移至阻值最大處的A端，電路中滑動變阻器起到保護(hù)電路和保持電阻兩端電壓不變的作用；

③閉合開關(guān)，無論如何移動滑動變阻器的滑片，電流表有示數(shù)，說明電路為通路，電壓表示數(shù)為零，此時電路出現(xiàn)的故障可能是R短路；

④根據(jù)串聯(lián)分壓原理可知，將定值電阻由5Ω改接成10Ω的電阻，電阻增大，其分得的電壓增大，探究電流與電阻的實驗中應(yīng)控制電壓不變，即應(yīng)保持電阻兩端的電壓不變，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律可知應(yīng)增大滑動變阻器分得的電壓，所以滑片應(yīng)向A端移動，才能使電壓表示數(shù)仍為2.5V，同時再記下電流表的示數(shù)；

⑤電阻兩端的電壓始終保持UV=2.5V，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，變阻器分得的電壓：U滑=UUV=4.5V2.5V=2V，變阻器分得的電壓為電壓表示數(shù)的 =0.8倍，根據(jù)分壓原理，當(dāng)接入25Ω電阻時，變阻器連入電路中的電阻為：R滑=0.8×25Ω=20Ω，為確保所給的5個定值電阻接入電路后都能正常進(jìn)行實驗，那么，應(yīng)該選取最大阻值不小于20Ω的滑動變阻器；

(2)根據(jù)如圖丙所示繪制出了小燈泡的IU關(guān)系圖象知，燈在額定電壓下的電流為0.25A，由歐姆定律，燈泡正常工作時燈絲電阻為： =10Ω，小燈泡的額定功率是：=2.5V×0.25A=0.625W；從圖象還可知，燈在1V時的電流為0.12A、3V時的電流為0.27A，由歐姆定律，電阻分別為8.3Ω、11.1Ω；通過燈的電流隨電壓的變大而變大，根據(jù) ，燈的功率變大，燈的溫度升高，故小燈泡燈絲的電阻是隨溫度的升高而增大。