Question

14．小芳為了探究“電流與導體兩端電壓的關系”，連接了如圖甲所示的電路（電源電壓為3V恒定）．

（1）用筆畫線將甲圖中電路連接完整，要求滑動變阻器的滑片P向A端滑動時，接入電路的電阻變�。�
（2）閉合開關后，電流表無示數(shù)，電壓表示數(shù)為3V，產生該現(xiàn)象的原因可能是電阻斷路．
（3）排除故障后閉合開關，移動滑片P，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪制了電阻R的I-U圖象如圖丙中a，分析圖象中數(shù)據(jù)，電阻R=5Ω，可得結論：在電阻一定時，電流與導體的電壓成正比．
（4）小芳僅將實驗中的電阻R拆下，換用一個額定電壓為2.5V的小燈泡，繼續(xù)實驗．移動滑片P到某一點，電壓表示數(shù)如圖乙所示，此時小燈泡兩端電壓為1.8V，實驗得到小燈泡的I-U圖象如丙中的圖線b，則小燈泡的額定功率為0.625W．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)電源電壓確定電壓表選用的量程與電阻并聯(lián)，根據(jù)滑動變阻器的滑片P向A端移動時接入電路的電阻變小確定變阻器的連接；
（2）若電流表示數(shù)為0，說明電路可能斷路；電壓表示數(shù)為電源電壓，說明電壓表與電源連通，則與電壓表并聯(lián)的支路以外的電路是完好的，則與電壓表并聯(lián)的電阻斷路了；
（3）根據(jù)圖示找出a所對應的電壓和電流，根據(jù)公式R=$\frac{U}{I}$求出電阻；分析電流與電壓的示數(shù)變化，得出電流與電壓的正比例關系；
（4）由圖丙確定電壓表量程與最小分度值，讀出電壓表示數(shù)；由圖丁找出燈泡額定電壓對應的電流，然后由電功率公式P=UI求出燈泡的額定功率．

解答 解：（1）電源電壓為3V，故電壓表選用小量程與電阻并聯(lián)，滑動變阻器的滑片P向A端移動時接入電路的電阻變小，即將滑片左邊電阻絲連入電路中，實物電路圖如圖所示：

（2）分分析，電流表無示數(shù)，電壓表示數(shù)為3V，產生該現(xiàn)象的原因可能是電阻斷路了；
由圖丙知，電流隨電壓的關系為一直線，說明電阻為一定值，圖丙中a電壓U=1.5V，電流I=0.3A，電阻R的阻值為R=$\frac{U}{I}=\frac{1.5V}{0.3A}$=5Ω，可得結論：在電阻一定時，通過導體的電流與導體導體兩端電壓成正比；
（4）由圖丙知，電壓表量程是0～3V，最小分度值是0.1V，電壓表示數(shù)是1.8V；由圖丙可知，燈泡額定電壓2.5V對應的電流是0.25A，則燈泡的額定功率P=UI=2.5V×0.25A=0.625W．
故答案為：
（1）見上圖；（2）電阻斷路（3）5；電阻一定時，電流與導體的電壓成正比；（4）1.8；0.625．

點評 本題是探究電流與電壓的關系實驗，考查電路的連接、電路故障的分析及對實驗數(shù)據(jù)的分析，屬于中等題．