Question

【題目】小明同學利用阻值不同的四個電阻、電壓為6V的電源、滑動變阻器R（標有“50Ω 1A”）及其它器材做電學實驗，如圖：

（1）如圖甲是小明“探究電流與電阻關系”時連接的部分實驗電路．

①將5Ω電阻接入電路，將實驗電路連接完整；

（_______）

②閉合開關，移動滑片P，使電壓表的示數(shù)為2.5V時讀出對應的電流值并記錄；

③斷開開關，用10Ω的電阻替換5Ω的電阻，此時如果他馬上閉合開關，會造成______表損壞，正確的操作應該是先調節(jié)滑動變阻器的滑片P使其處于_______，再閉合開關，移動滑片P使電壓表的示數(shù)仍為2.5V；

④按正確操作完成余下實驗后，得到電流與電阻關系圖象如圖乙所示，由此可得到的結論是：_____．

（2）小麗同學把圖甲中的定值電阻換成額定電壓為2.5V的燈泡，測量它的額定功率．

①閉合開關后，發(fā)現(xiàn)燈泡不亮，電流表和電壓表都沒有示數(shù)，原因可能是滑動變阻器___________；

②排除故障后，將滑動變阻器R的滑片移到某一位置時電壓表示數(shù)為2.2V，要測小燈泡的額定功率，應將滑動變阻器連入電路的阻值變________（選填“大”或“小”），當小燈泡正常發(fā)光時，電流表的示數(shù)如圖丙所示，則小燈泡的額定功率為____________W．

（3）小華同學實驗時發(fā)現(xiàn)桌上沒有電流表，卻多了一個滑動變阻器R0（最大阻值用R0表示），他設計如圖丁所示電路，測出了額定電壓為U0=2.5V的燈泡的額定功率，請補全下列步驟．

①閉合開關，先調節(jié)滑動變阻器___________（選填“R0”或“R”）的滑片到最______端（選填“左”或“右”），再調節(jié)另一滑動變阻器的滑片，直到電壓表的示數(shù)為2.5V時為止．

②接著__________________，讀出這時電壓表的示數(shù)為U；

③小燈泡的額定功率表達式P=_______________（用字母表示）．

Answer 1

【答案】 電壓 調節(jié)滑動變阻器的滑片P處于最大阻值處 電流與電阻成反比 斷路 小 0.75 R0 左 保持滑片位置不動，調節(jié)變阻器R0的滑片到最右端

【解析】

（1）①滑動變阻器按一上一下連入電路中；

③根據串聯(lián)電路規(guī)律和歐姆定律先求出變阻器連入電路中的阻值大小，再求出更換大電阻后電壓表的示數(shù)進行分析作答；在上面分析的基礎上，為保護電壓表的安全，應使變阻器連入電路中的電阻最大；

④根據圖乙圖像性質得出結論；

（2）①電流表、電壓表均無示數(shù)，說明電路斷路；

②比較電壓表示數(shù)與額定電壓的大小，根據串聯(lián)電路電壓的規(guī)律和分壓原理確定滑片移動的方向；根據圖丙電流表小量程讀數(shù)，根據求出燈的額定功率；

（3）根據電壓表接在滑片上分析電路電流的流向，確定電路的連接。因要測燈的額定功率，所以，首先應使燈正常發(fā)光，故R0的滑片應位于左端，使電壓表測燈泡兩端的電壓，調節(jié)滑動變阻器R使電壓表的示數(shù)為2.5V；然后保持R接入電路中的電阻不變，調節(jié)R0的滑片使其接入電路中的電阻最大，電壓表測燈泡和R0兩端的電壓之和，因各用電器的電壓不變，燈仍正常發(fā)光，根據串聯(lián)電路的電壓特點求出R0兩端的電壓，根據歐姆定律求出電路中的電流，根據求出燈泡的額定功率。

（1）①將變阻器按一上一下串聯(lián)接入電路中，如下圖所示：

③在第1次實驗中，由歐姆定律，電路中的電流大�。�，根據串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，變阻器分得的電壓：，由歐姆定律，變阻器連入電路中的電阻大小：；當換成10Ω的電阻時，由電阻的串聯(lián)和歐姆定律，電路中電流的大�。�由歐姆定律的變形公式，此時定值電阻的電壓：，所以將損壞電壓表；因此正確的操作應是：在閉合開關前，調節(jié)滑動變阻器的滑片P處于變阻器最大阻值處后，再閉合開關，移動滑片P使電壓表的示數(shù)仍為2.5V；

④圖乙為關于電流、電阻的反比例函數(shù)圖像，所以得出的結論是，在電壓一定時，電流與電阻成反比；

（2）①閉合開關后燈泡不亮，電流表和電壓表都沒示數(shù)，則說明電路有斷路處，可能是滑動變阻器斷路；

②電壓表示數(shù)為2.2V，小于燈的額定電壓2.5V，因燈在額定電壓才能正常發(fā)光，所以應增大燈的電壓，減小變阻器的電壓，根據串聯(lián)分壓原理可知，應將滑動變阻器連入電路中的阻值變小；由圖丙知，電流表的量程為0～0.6A，分度值為0.02A，示數(shù)為0.3A，則燈泡的額定功率：；

（3）由圖丁可知，電壓表接在變阻器滑片處，由于電壓表的內阻很大，可看作開路，故電流直接通過燈泡L、變阻器R0、變阻器R，即燈泡L、變阻器R0、變阻器R三者串聯(lián)，變阻器R0始終以最大阻值R0接入電路；如果變阻器R的滑片不動時，則電路中的電流是不發(fā)生變化的；而電壓表測量的是燈泡與變阻器R0滑片左側電阻絲串聯(lián)的總電壓。

①閉合開關，先調節(jié)滑動變阻器R0的滑片到最左端，此時電壓表只測燈泡的電壓，再調節(jié)另一滑動變阻器的滑片，直到電壓表示數(shù)為2.5V時為止（即達到燈泡的額定電壓U0），此時燈泡正常發(fā)光；

②保持變阻器R的滑片不動，接著調節(jié)變阻器R0的滑片到最右端，此時電壓表測燈泡與變阻器R0串聯(lián)的總電壓，讀出這時電壓表的示數(shù)為U；

③燈泡正常發(fā)光后，由于保持變阻器R的滑片不動，則電路中電流不變、燈泡兩端的電壓保持不變，因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，當變阻器R0的滑片到最右端時，R0兩端的電壓：，由歐姆定律，此時電路中的電流：，串聯(lián)電路中各處的電流相等，燈正常發(fā)光時的電流：，小燈泡的額定功率：。

故答案為：（1）①見上圖所示；③電壓；調節(jié)滑動變阻器的滑P處于最大阻值處；④電流與電阻成反比；（2）①斷路；②��；0.75；（3）①R0；左；②保持滑片位置不動，調節(jié)變阻器R0的滑片到最右端；③。