Question

【題目】在“探究導體的電流跟電阻的關系”實驗中，老師提供的器材有：電源（電壓恒為3V），電流表、電壓表和開關各一個，五個定值電阻（5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、30Ω，50Ω），滑動變阻器（規(guī)格是“20Ω，2A”），導線若干。

（1）圖甲是小明連接的實物電路，圖中有一根導線連接錯誤，請你在連接錯誤的導線上打“×”并補畫出正確的連線_________ 。

（2）在開關閉合前，應將滑動變阻器的滑片滑至最_____（選填“左”或“右”）端。

（3）電路連接無誤后，閉合開關，小明先后將5Ω和10Ω的電阻分別接入電路，移動滑片P進行了二次實驗，數據如圖乙表格所示。小明緊接著再將20Ω的定值電阻替換10Ω的電阻后，直接讀出電流表示數示為______A．

（4）小明為了使實驗能繼續(xù)順利進行，還可以使用的定值電阻有_________。（寫出具體的電阻值，多寫少寫都不給分）

（5）小明將電阻換成標有“2.5V”字樣的小燈泡，測量其不同電壓下的電功率．

①正確連接電路，閉合開關，發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，電壓表有示數，電流表指針幾乎不動，產生這種現(xiàn)象的原因是_____；

②排除故障，繼續(xù)實驗,根據實驗數據畫出I﹣U圖像（如圖丙）．由此可求出小燈泡正常發(fā)光時的功率為__W；

（6）完成上述實驗后，小明又利用上述器材重新設計了電路（增加了一個滑動變阻器）如圖丁，測量另一個小燈泡的額定功率，這個小燈泡正常工作的電流為I1．請完成實驗步驟．

①只閉合開關S1，移動滑動變阻器R2的滑片，使電流表示數為I1；

②只閉合開關S2，保持滑動變阻器R2的滑片位置不變，移動滑動變阻器R1的滑片，使電流表示數為I1；再_____________________，讀出電流表的示數為I2；

③則小燈泡的額定功率表達式為P額=_____．

Answer 1

【答案】 略： 右 0.12 15，30 燈泡斷路 0.1 調節(jié)R1 3I12 /I2

【解析】（1）電壓表應并聯(lián)在定值電阻兩端，而不是電鍵的兩端，如下圖所示

（2）為保護電路，閉合開關前，滑動變阻器連入電路中的電阻最大，即滑動變阻器處于右 的位置；

（3）由表格數據知道，通過移動滑片P進行了二次實驗，都保證了定值電阻兩端的電壓為2V，根據串聯(lián)電路中總電壓等于各分電阻兩端電壓之和可知：滑動變阻器兩端的電壓為U滑 =U-U1 =3V-2V=1V，所以滑動變阻器連入的阻值R滑 =U滑/I=1V/0.2A=5Ω；當將20Ω的定值電阻替換10Ω的電阻后，由于沒有移動滑動變阻器的滑片；則此時總阻值為R總 =R′+R滑 =20Ω+5Ω=25Ω；所以電流表示數為：I′=U/R總=3V/25Ω=0.12A；

（4）在定值電阻兩端電壓保持2V的情況下，探究導體的電流跟電阻的關系，小明為了使實驗能繼續(xù)順利進行，還可以使用的定值電阻有15Ω和30Ω，此時滑動變阻器都可以起到調節(jié)作用，當使用50Ω的定值電阻時，需要滑動變阻器接入電路的電阻為25Ω，已經超出滑動變阻器的最大值，故不可以選用；

（5）小明將電阻換成標有“2.5V”字樣的小燈泡，①正確連接電路，閉合開關，發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，電壓表有示數，電流表指針幾乎不動，產生這種現(xiàn)象的原因是燈泡斷路；

②排除故障，繼續(xù)實驗,根據實驗數據畫出I﹣U圖像（如圖丙）知道小燈泡正常發(fā)光時的電流是0.1A，故小燈泡正常發(fā)光時的功率為P=UI=2.5V×0.1A=0.25W

（6）②只閉合開關S2，保持滑動變阻器R2的滑片位置不變，移動滑動變阻器R1的滑片，使電流表示數為I1；再R1，讀出電流表的示數為I2；

③則小燈泡的額定功率表達式為P額=3I12 /I2