Question

【題目】小林用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)器材探究“電流與電阻的關(guān)系”．電源電壓恒為3V，滑動(dòng)變阻器上標(biāo)有“20Ω 2A”字樣，阻值分別為5Ω、10Ω、20Ω、100Ω的定值電阻各一個(gè)．
（1）連接電路時(shí)，滑動(dòng)變阻器滑片P要移到最端（選填“A”或“B”）．
（2）閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片P，使電流的示數(shù)如圖乙所示，此時(shí)電路中的電流為A．
（3）將5Ω定值電阻換乘10Ω定值電阻，閉合開關(guān)，為了保持表的示數(shù)不變，應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片P向（選填“A”或“B”）移動(dòng)，記錄此時(shí)各表的示數(shù)．
（4）將10Ω定值電阻換成20Ω定值電阻，重復(fù)步驟（3），實(shí)驗(yàn)記錄的多組數(shù)據(jù)如表1所示．分析數(shù)據(jù)可得結(jié)論是 ． 表1

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	定值電阻（Ω）	電流表示數(shù)（A）
1	5
2	10	0.18
3	20	0.09

（5）實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，小林問老師在此實(shí)驗(yàn)中能否換用50Ω的定值電阻進(jìn)行實(shí)驗(yàn)？老師指導(dǎo)小林分析了不能更換的原因．你認(rèn)為其原因是 ．
（6）若用該電路測(cè)量額定電壓為2.5V小燈泡功率，測(cè)得數(shù)據(jù)如表2所示． 表2

次數(shù)	1	2	3	4	5
電壓U/V	0.4	1.0	1.5	2.0	2.5
電流I/A	0.08	0.16	0.19	0.22	0.24

①小燈泡的額定功率是W；
②為完成整個(gè)實(shí)驗(yàn)，應(yīng)該選取最大阻值不小于Ω的滑動(dòng)變阻器．

Answer 1

【答案】
（1）A
（2）0.36
（3）電壓；A
（4）電壓一定時(shí)，通過導(dǎo)體中的電流與電阻成反比
（5）R兩端電壓無法達(dá)到1.8V
（6）0.6；32.5
【解析】解：（1）為了保護(hù)電路，由圖甲知，連接電路時(shí)，滑動(dòng)變阻器滑片P要移到最大值A(chǔ)端；（2）由圖乙知，電流表使用0﹣0.6A量程，分度值0.02A，所以電流表示數(shù)為0.36A；（3）將5Ω電阻換成10Ω后，根據(jù)串聯(lián)電路的分壓原理，電壓表的示數(shù)會(huì)變大．要控制電壓表示數(shù)不變，應(yīng)該增大滑動(dòng)變阻器的阻值，即應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片P向A移動(dòng)，以增大滑動(dòng)變阻器分得電壓，從而使電壓表仍為原來的示數(shù)不變；（4）分析表中數(shù)據(jù)知，當(dāng)電阻變?yōu)樵瓉淼膸妆�，通過的電流變?yōu)樵瓉淼膸追种�一，所以電流和電阻的關(guān)系為：當(dāng)電壓一定時(shí)，通過導(dǎo)體中的電流與電阻成反比；（5）由表中數(shù)據(jù)，根據(jù)歐姆定律，電壓表示數(shù)U=IR=0.36A×5Ω=1.8V， 由圖知電源由兩節(jié)干電池組成，即電源電壓為3V，
當(dāng)定值電阻為50Ω時(shí)，要保持電壓表示數(shù)不變，此時(shí)滑動(dòng)變阻器分去的電壓為U滑=3V﹣1.8V=1.2V，
根據(jù)分壓原理， = ，變阻器連入電路中的阻值R滑= R定= ×50Ω=33.3Ω，
即變阻器的最大阻值至少為33.3Ω，
而題中變阻器的規(guī)格為“20Ω 2A”，所以滑動(dòng)變阻器最大阻值太小，無法保持定值電阻兩端電壓始終為1.8V．（6）①燈泡電壓為2.5V時(shí)正常工作，由表中數(shù)據(jù)知，此時(shí)通過燈泡的電流為0.24A所以燈泡的額定功率：P=UI=2.5V×0.24A=0.6W；
②由表中數(shù)據(jù)知，當(dāng)小燈泡兩端的電壓UL=0.4V時(shí)，電路中電流最小，電阻最大，滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最大，此時(shí)滑動(dòng)變阻器兩端的電壓U滑=U﹣UL=3V﹣0.4V=2.6V，根據(jù)串聯(lián)電路中各處的電流都相等，即I滑=IL=0.08A，
所以滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻R滑= = =32.5Ω，
故應(yīng)該選取最大阻值不小于32.5Ω的滑動(dòng)變阻器．
所以答案是：（1）A；（2）0.36；（3）電壓；A；（4）電壓一定時(shí)，通過導(dǎo)體中的電流與電阻成反比；（5）R兩端電壓無法達(dá)到1.8V；（6）①0.6；③32.5．