Question

【題目】在“探究電流與電阻的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，小丁選用如下器材：電壓恒為 5V 的電源、阻值為 5Ω、10Ω、20Ω 的定值電阻，規(guī)格為“30Ω 1A”的滑動(dòng)變阻器，電流表，電壓表，開關(guān)和若干導(dǎo)線。

（1）如圖甲所示為小丁連接的實(shí)驗(yàn)電路，閉合開關(guān)前發(fā)現(xiàn)電路中有一根導(dǎo)線連接錯(cuò)誤，請(qǐng)?jiān)谶B接錯(cuò)的導(dǎo)線上打上“×”，并用筆畫線代替導(dǎo)線將電路連接正確____________。

（2）改正錯(cuò)誤后，用開關(guān)試觸，發(fā)現(xiàn)電壓表指針迅速擺到表盤最右端，電流表指針幾乎未動(dòng)，小丁分析可能是定值電阻發(fā)生了__________（選填“斷路”或“短路”）故障。

（3）排除故障后，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，電壓表示數(shù)如圖乙所示，其示數(shù)為_______V。斷開開關(guān)，保持滑動(dòng)變阻器滑片位置不動(dòng)，將 10Ω 電阻換成 5Ω 電阻，閉合開關(guān)，應(yīng)將滑片向______（填“左”成“右”）移動(dòng)，使電壓表示數(shù)與第一次實(shí)驗(yàn)示數(shù)相同，此時(shí)電流表示數(shù)應(yīng)為 _______A。

（4）在探究過程中，小丁發(fā)現(xiàn)，為了保持定值電阻兩端電壓不變，只要滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值與電路中定值電阻的阻值之比為____________即可。

（5）多次實(shí)驗(yàn)后，根據(jù)數(shù)據(jù)可以得出結(jié)論：電壓一定時(shí)，通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成_________（選填“正比”或“反比”）。

（6）完成實(shí)驗(yàn)后，小丁又設(shè)計(jì)了如圖丙所示的電路圖，只用電壓表就測(cè)出了額定電壓為 U 額的小燈泡的額定功率，已知電源電壓恒為 U，定值電阻的阻值為 R0。請(qǐng)將實(shí)驗(yàn)步驟補(bǔ)充完整。

①_______（填三個(gè)開關(guān)的閉合與斷開情況），調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，使電壓表示數(shù)為______，小燈泡正常發(fā)光。

②保持滑動(dòng)變阻器滑片位置不動(dòng)，_______________（填三個(gè)開關(guān)的閉合與斷開情況），記錄電壓表示數(shù)為。

③小燈泡額定功率的表達(dá)式 P 額=__________（用已知量和所測(cè)物理量符號(hào)表示）。

Answer 1

【答案】 斷路 2 左 0.4 3∶2 反 閉合，斷開 閉合，斷開

【解析】

(1)[1]原電路中，電流表與電阻并聯(lián)，電壓表串聯(lián)在電路中是錯(cuò)誤的，電流表應(yīng)與電阻串聯(lián)，電壓表與電阻并聯(lián)，如下所示：

(2)[2]改正錯(cuò)誤后，用開關(guān)試觸，發(fā)現(xiàn)電壓表指針迅速擺到表盤最右端，電流表指針幾乎未動(dòng)。說明電壓表串聯(lián)到電路中了，因?yàn)殡妷罕韮?nèi)阻很大，會(huì)造成電流表指針幾乎不動(dòng)，所以小丁分析可能是定值電阻發(fā)生了斷路故障。

(3)[3]排除故障后，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，電壓表示數(shù)如圖乙所示，電壓表選用小量程，分度值為0.1V，其示數(shù)為2V。

[4]根據(jù)串聯(lián)分壓原理可知，將定值電阻由10Ω改接成5Ω的電阻，電阻減小，其分得的電壓減�。惶骄侩娏髋c電阻的實(shí)驗(yàn)中應(yīng)控制電壓不變，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)減小滑動(dòng)變阻器分得的電壓，由分壓原理，應(yīng)減小滑動(dòng)變阻器連入電路中的電阻，所以滑片應(yīng)向左端移動(dòng)，使電壓表的示數(shù)不變。

[5]由歐姆定律，電流表示數(shù)應(yīng)為

(4)[6]實(shí)驗(yàn)中保持定值電阻兩端電壓不變，由串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，變阻器的電壓為

5V2V＝3V

由分壓原理，滑動(dòng)變阻器連入電路阻值與電路中定值電阻阻值之比為3∶2。

(5)[7]根據(jù)數(shù)據(jù)可以得出結(jié)論：電壓一定時(shí)，通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比。

(6)[8][9]①閉合，斷開，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，使電壓表示數(shù)為

小燈泡正常發(fā)光。

[10]②保持滑動(dòng)變阻器滑片位置不動(dòng)，閉合，斷開，記錄電壓表示數(shù)為。

[11]③在①中，定值電阻短路，燈與變阻器串聯(lián)，電壓表測(cè)變阻器的電壓，根據(jù)串聯(lián)電壓的規(guī)律，燈的電壓為額定電壓；在②中，燈短路，變阻器與定值電阻串聯(lián)，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律和分壓原理有

得

在①中，由歐姆定律，通過變阻器的電流即燈的額定電流

小燈泡額定功率的表達(dá)式