Question

14．中考復習時，一學習小組利用阻值不同的四個電阻、電壓為6V的電源、滑動變阻器R（標有“50Ω  1A）及其他器材做電學實驗．

（1）如圖甲是小明“探究電流與電阻關系”時連接的部分實驗電路．
①將5Ω電阻接入電路，請用筆畫線代替導線，將實驗電路連接完整，要求滑動變阻器的滑片P向右滑動時電流表示數(shù)變大；
②閉合開關，移動滑片P，使電壓表的示數(shù)為2.5V時讀出對應的電流值并記錄；
③斷開開關，用10Ω的電阻替換5Ω的電阻，此時如果他馬上閉合開關，會造成電壓表損壞，正確的操作應該是先將滑片P移動到阻值最大處，再閉合開關，移動滑片P使電壓表的示數(shù)為2.5V；
④按正確操作完成余下實驗后，得到電流與電阻的關系圖象如圖乙所示，由此可得到的結論是；當電壓一定時，通過導體的電壓一定時，電流與電阻成反比．
（2）小華同學把圖甲中的定值電阻換成額定電壓為2.5V的燈泡，測量它的額定功率．實驗時，發(fā)現(xiàn)電流表損壞，于是選用了一個滑動變阻器R₀（最大阻值用R₀表示），設計了如圖丙所示電路，請補全實驗步驟．
①閉合開關S，先調(diào)節(jié)滑動變阻器R₀（選填“R₀”或“R”）的滑片到最左端，再調(diào)節(jié)另一只滑動變阻器的滑片，直到電壓表的示數(shù)為2.5V時為止；
②接著調(diào)節(jié)變阻器R₀的滑片到最右端，讀出這時電壓表的示數(shù)為U；
③寫出小燈泡的額定功率表達式P=$\frac{2.5V（U-2.5V）}{{R}_{0}}$（用字母表示）．

Answer 1

分析 （1）①滑動變阻器按一上一下的原則串聯(lián)在電路中，滑動變阻器的滑片P向右滑電流表示數(shù)變大，說明接入電路中的電阻變小，即右下方接線柱必須接入電路中；
③用10Ω的電阻替換5Ω的電阻時電路中的總電阻變大，根據(jù)歐姆定律可知電路中的電流變化和滑動變阻器兩端的電壓變化，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點可知電壓表示數(shù)的變化，據(jù)此判斷損壞的電表；正確的做法是閉合開關前應把滑動變阻器調(diào)到最大阻值處；
④由圖象可知，通過導體的電流與電阻成反比例函數(shù)，根據(jù)控制變量法得出結論；
（2）由電路圖可知，R₀的滑片位于左端時，電壓表測燈泡兩端的電壓，調(diào)節(jié)滑動變阻器R使電壓表的示數(shù)為2.5V，然后保持R接入電路中的電阻不變，調(diào)節(jié)R₀的滑片使其接入電路中的電阻最大，電壓表測燈泡和R₀兩端的電壓之和，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點求出R₀兩端的電壓，根據(jù)歐姆定律求出電路中的電流，根據(jù)P=UI求出燈泡的額定功率．

解答 解：（1）①滑動變阻器的右下方接線柱與開關右側接線柱相連，如下圖所示：

③用10Ω的電阻替換5Ω的電阻時電路中的總電阻變大，由I=$\frac{U}{R}$可知，電路中的電流變小，滑動變阻器兩端的電壓變小；
因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，所以，定值電阻兩端的電壓變大，即電壓表的示數(shù)變大，
綜上可知，電流表不可能燒壞，燒壞的是電壓表；
正確的操作應該是先調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片P處于最大阻值處，再閉合開關，移動滑片P使電壓表的示數(shù)仍為2.5V；
④由圖象可知，通過導體的電流與電阻成反比例函數(shù)，故可得結論：通過導體的電壓一定時，電流與電阻成反比；
（2）實驗步驟：
①閉合開關，先調(diào)節(jié)滑動變阻器R₀的滑片到最左端，再調(diào)節(jié)另一滑動變阻器的滑片，直到電壓表示數(shù)為2.5V時為止；
②接著調(diào)節(jié)變阻器R₀的滑片到最右端，讀出這時電壓表的示數(shù)為U；
③因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，
所以，R₀兩端的電壓U_R0=U-U₀=U-2.5V；
因串聯(lián)電路中各處的電流相等，
所以，電路中的電流I=$\frac{{U}_{R0}}{{R}_{0}}$=$\frac{U-2.5V}{{R}_{0}}$，
小燈光的額定功率P=U₀I=$\frac{2.5V（U-2.5V）}{{R}_{0}}$．
故答案為：（1）①如上圖所示；③電壓；④通過導體的電壓一定時，電流與電阻成反比；
（2）①R₀；②調(diào)節(jié)變阻器R₀的滑片到最右端；③$\frac{2.5V（U-2.5V）}{{R}_{0}}$．

點評 本題綜合考查了探究電流與電阻關系的實驗和測量燈泡額定功率的實驗，涉及到的知道較多，綜合性強，明白圖丁電路圖的含義是關鍵．