Question

6．在“探究通過導體的電流與電壓和電阻的關系”實驗中，老師提供了以下器材：電壓表、電流表、滑動變阻器、開關、兩節(jié)干電池、定制電阻R（分別為5Ω、10Ω、15Ω、20Ω）、導線若干，小強先探究電流與電阻的關系，按電路圖連接好電路如圖所示．

（1）請你按照實物電路，在圖乙方框內畫出電路圖．
（2）電路中滑動變阻器起到保護電路元件安全和保持電阻兩端電壓不變的作用．
（3）小方發(fā)現(xiàn)電路連接正確，但閉合開關后，電流表有示數(shù)，而電壓表無示數(shù)，電路的故障可能是電阻R短路，小方排除故障后繼續(xù)實驗．
（4）小強先將R=5Ω電阻接入電路，閉合開關，調節(jié)滑動變阻器的滑片，直到電壓表的示數(shù)為2V，記下電流表示數(shù)，接著用10Ω的電阻換下5Ω的電阻，為使電壓表示數(shù)不變，應向A（選填“A”或“B”）端方向移動滑動變阻器滑片，然后記下電流表示數(shù)．
（5）小李歸納發(fā)現(xiàn)，使用該實驗電路還可以進行其他實驗，如伏安法測電阻（填一個實驗名稱）．小李接著又找來一個規(guī)格為2.5V的小燈泡換下定制電阻，移動滑片，記下幾組電壓、電流值（如表），則小燈泡的額定功率為0.6W．

電壓U/V	2	2.5	3
電流I/A	0.22	0.24	0.26

Answer 1

分析 （1）按照實物圖畫出對應的電路圖，要注意連順序和滑動變阻器接線柱的選擇；
（2）探究電流與電阻的關系時，須保持電阻兩端的電壓不變，滑動變阻器就是利用串聯(lián)電路的分壓特點來達到這一目的；
（3）電流表有示數(shù)，表示電路中有電流，不存在斷路，電壓沒示數(shù)，表示電壓表短路或斷路；
（4）根據(jù)串聯(lián)電路的電壓規(guī)律，把5Ω換成10Ω后，由于電阻變大，其兩端電壓也會變高，因此須調節(jié)滑片，根據(jù)串聯(lián)分壓的知識判斷電壓表的示數(shù)變化，得出滑片的移動方向；
（5）根據(jù)電流值和電壓值，可利用公式R=$\frac{U}{I}$計算出電阻，所以可利用該電路進行伏安法測電阻的實驗；根據(jù)表中數(shù)據(jù)，利用P=UI計算．

解答 解：（1）如圖1，注意滑動變阻器滑片移動時電阻變化情況，要與實物圖保持一致．
（2）在探究電流與電阻的關系時，要保持電阻兩端的電壓不變，改變電阻，所以滑動變阻器的作用除了保護電路外，主要是在變換電阻時使其兩端的電壓保持不變．
（3）電流表的示數(shù)不為零，說明電路為通路；電壓表示數(shù)為零，說明電壓表并聯(lián)的部分短路或電壓表接線柱斷路，即電壓表斷路、電阻R短路；
（4）小明把R換為10Ω的電阻時，電阻兩端的電壓變大，應增大滑動變阻器的阻值，將滑片向A方向移動，才能使電壓表示數(shù)為2V，同時記下電流表的示數(shù)；
（5）若繼續(xù)使用該實驗電路，還可以進行的實驗有伏安法測電阻．由表中數(shù)據(jù)可知，當電壓為2.5V時，通過小燈泡的電流為0.24A，因此小燈泡的額定功率為：P=UI=2.5V×0.24A=0.6W．
故答案為：（1）如圖1；（2）保持電阻兩端電壓不變；（3）電阻R短路；（4）A；（5）伏安法測電阻；0.6W．

點評 本題考查了實驗分析，探究電流與電壓、電阻關系實驗，要采用控制變量法，應用控制變量法分析即可正確解題．