Question

【題目】小明探究電流與電阻的關(guān)系，實(shí)驗(yàn)器材有：電源（電壓不變）、電阻箱、滑動變阻器A（0﹣500Ω）；滑動變阻器B（0﹣20Ω）、電流表、電壓表、開關(guān)和導(dǎo)線。

（1）請?jiān)趫D甲中用筆畫線代替導(dǎo)線，完成電路連接。

（______）

（2）在實(shí)驗(yàn)中將滑片P從一端緩慢移到另一端的過程中，發(fā)現(xiàn)在很大一段范圍內(nèi)電壓表的示數(shù)變化很小，電壓調(diào)節(jié)非常不方便，于是小明換用了滑動變阻器_____（選填“A”或“B”），解決了這個(gè)問題。接著小明按正確實(shí)驗(yàn)步驟開始實(shí)驗(yàn)，開關(guān)閉合時(shí)，兩表的示數(shù)如圖乙（a）、（b）所示，則電源電壓為_____V．小明移動滑片，使電壓表示數(shù)為6V，記錄電流表示數(shù)，然后改變電阻箱的阻值繼續(xù)實(shí)驗(yàn)。要保證小明能夠完成實(shí)驗(yàn)，電阻箱可連入電路的阻值范圍是____________。

（3）小明順利完成實(shí)驗(yàn)，得到如下表所示的數(shù)據(jù)，則實(shí)驗(yàn)結(jié)論是：_________________。

U/V	6	6	6	6
R/Ω	12	15	20	30
I/A	0.5	0.4	0.3	0.2

（拓展）實(shí)驗(yàn)后，小明要測量標(biāo)有“6V”字樣的小燈泡的額定功率，發(fā)現(xiàn)電流表已經(jīng)損壞，于是小明又找來一個(gè)開關(guān)，再利用一個(gè)10Ω的定值電阻及原有實(shí)驗(yàn)部分器材設(shè)計(jì)了如圖所示的電路圖。

①只閉合S1，調(diào)節(jié)滑片P使電壓表示數(shù)為6V；

②斷開S1，使滑動變阻器連入電路的阻值_____（選填“變大”、“變小”或“不變”），再閉合S2，此時(shí)電壓表示數(shù)為5V；

③燈泡的額定功率P額＝_______W。

Answer 1

【答案】 B 9 10---40Ω 電壓一定時(shí)，電流與電阻成反比； 不變 2.25

【解析】

（1）由圖中數(shù)據(jù)，電壓表選用大量程與電阻箱并聯(lián)，如下圖示數(shù)：

（2）變阻器A的電阻比B的電阻大得多，在材料和橫截面積相同的條件下，A的電阻絲比B的長的多，故發(fā)現(xiàn)在很大一段范圍內(nèi)電壓表的示數(shù)變化很小，電壓調(diào)節(jié)非常不方便，使用的是A變阻器，于是小明換用了滑動變阻器B，解決了這個(gè)問題，接著小明按正確實(shí)驗(yàn)步驟開始實(shí)驗(yàn)，即開關(guān)閉合時(shí)變阻器加入電路的電阻最大，兩表的示數(shù)如圖乙（a）、（b）所示，電流表選用小量程分度值為0.02A，電流為0.2A，電壓表選用大量程，分度值為0.5V，電壓為5V，根據(jù)串聯(lián)電路的規(guī)律和歐姆定律，電源電壓為U=IR滑+UV=0.2A×20Ω+5V=9V；小明移動滑片，使電壓表示數(shù)為6V，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，變阻器的電壓為：U滑=9V-6V=3V，電壓表示數(shù)為變阻器分得電壓的2倍，因變阻器最大阻值是20Ω，故根據(jù)分壓原理，電阻箱可接入電路的最大阻值為：R最大=2R滑=2×20Ω=40Ω，接入電路的最小值為：R最小=×=10Ω，要保證小明能夠完成實(shí)驗(yàn)，電阻箱可連入電路的阻值范圍是10--40Ω；

（3）由表中數(shù)據(jù)，電流與電阻之積為一定值，故得出的結(jié)論：電壓一定時(shí)，電流與電阻成反比；

【拓展】

①只閉合S1，調(diào)節(jié)滑片P使電壓表示數(shù)為6V；

②斷開S1，使滑動變阻器連入電路的阻值不變，再閉合S2，此時(shí)電壓表示數(shù)為5V；

③在②中，根據(jù)歐姆定律，電路中的電流IR===0.5A，根據(jù)串聯(lián)電路的規(guī)律和歐姆定律，變阻器接入電路中的電阻R滑===8Ω，在①中，燈的額定電流為：IL===0.375A，燈泡的功率：P額=ULIL=6V×0.375A=2.25W。