Question

1．探究通過導(dǎo)體的電流與電壓、電阻的關(guān)系實(shí)驗(yàn)

（1）如圖甲所示，用筆畫線代替導(dǎo)線，將實(shí)驗(yàn)電路連接完整，并使滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值最大；
（2）某同學(xué)正確、規(guī)范完成連接后，閉合開關(guān)，將滑動(dòng)變阻器滑片從一端調(diào)節(jié)到另一端，并得到多組電流、電壓值（如表格），當(dāng)電流表示數(shù)為0.5A時(shí)電壓表示數(shù)如圖乙所示，其值為2.5V；根據(jù)表格數(shù)據(jù)分析可得出結(jié)論：電阻一定時(shí)，通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比．    

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	1	2	3	4	5
電壓U/V	1.0	1.5	2.0		3.0
電流/IA	0.2	0.3	0.4	0.5	0.6

（3）該同學(xué)進(jìn)一步分析表格中數(shù)據(jù)很快知道了電源電壓為3.0V；
（4）該同學(xué)將原電路中滑動(dòng)變阻器換成標(biāo)有“20Ω2A”的另一滑動(dòng)變阻器，繼續(xù)探究電流與電阻關(guān)系，實(shí)驗(yàn)中始終保持電壓表示數(shù)為2V，則所選用的定值電阻阻值不能超過40Ω；
（5）將圖甲電路中定值電阻換成額定電壓為2.5V的小燈泡，進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)后畫了燈泡的U-I圖象如圖丙示數(shù)，根據(jù)圖象信息，可計(jì)算出小燈泡的額定功率是0.625W；觀察圖象還發(fā)現(xiàn)，小燈泡的電阻隨電壓升高而變大，其原因是：燈絲的電阻隨著溫度的升高而變大．

Answer 1

分析 （1）滑動(dòng)變阻器正確地連接在電路中，必須“一上一下”，滑動(dòng)變阻器接入電路阻值的大小與接線方法和滑片位置都有關(guān)系；
（2）電壓表讀數(shù)時(shí)，首先要確定量程，認(rèn)清分度值，然后去讀數(shù)；據(jù)表格中的數(shù)據(jù)特點(diǎn)分析即可得出結(jié)論；
（3）根據(jù)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為零可知電源電壓全部加在電阻兩端；
（4）根據(jù)電阻R和滑動(dòng)變阻器串聯(lián)分壓的特點(diǎn)，計(jì)算出最大電阻值；
（5）由圖象讀出額定電壓下的電流值，利用P=UI即可求額定功率．電阻的大小與導(dǎo)體的材料、長度、橫截面積和穩(wěn)定有關(guān)，一般情況下，溫度越高，導(dǎo)體的電阻越大．

解答 解：（1）滑動(dòng)變阻器正確地連接在電路中，必須“一上一下”，要使接入電路的電阻最大，接線柱需要選擇左上左下；

（2）由圖可知，電壓表選用的量程為0～3V，最小刻度值為0.1V，由指針位置可知電壓表的示數(shù)為2.5V．據(jù)表格中的數(shù)據(jù)可知：電阻一定時(shí)，通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比；
（3）因?yàn)楫?dāng)滑片在左端時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為零，電路總電阻最小，電源電壓不變，由歐姆定律可知，電路電流最大，則電流表和電壓表示數(shù)都為最大．電阻兩端的電壓即為電源電壓，所以電源電壓為表格中最大的電壓值，即為3V；
（4）由題意可知，電阻R的最大阻值，此時(shí)電阻與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，
則電路中最小電流為I_min=$\frac{U-{U}_{定}}{{R}_{滑}}$=$\frac{3V-2V}{20Ω}$=0.05A，
那么，此時(shí)的電阻R最大值為R_max=$\frac{{U}_{定}}{{I}_{min}}$=$\frac{2V}{0.05A}$=40Ω：
故要求電阻的最大值不能大于40Ω．
（5）由圖象可知電壓為2.5V時(shí)，通過燈泡的電流為0.25A，額定功率P=UI=2.5V×0.25A=0.625W．觀察圖象還發(fā)現(xiàn)，小燈泡的電阻隨電壓升高而變大，其原因是：燈絲的電阻隨著溫度的升高而變大．
故答案為：（1）如上圖所示；（2）2.5；電阻一定時(shí)，通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比；（3）3；（4）40；（5）0.625；燈絲的電阻隨著溫度的升高而變大．

點(diǎn)評 本題考查了連接實(shí)物電路圖、電路分析、電壓表讀數(shù)、滑動(dòng)變阻器的使用等問題，是實(shí)驗(yàn)的�？紗栴}，一定要掌握；對電表讀數(shù)時(shí)，要先確定量程與分度值．