Question

【題目】在“探究電流與電阻的關(guān)系實(shí)驗(yàn)”中電源電壓恒為6V，3個定電阻R1（5Ω），R2（10Ω），R3（20Ω），滑動變阻器標(biāo)有“30Ω 1A“字樣：

(1)設(shè)計(jì)并正確連接如圖甲的電路，把定值電阻R1接入圖甲中的A、B兩點(diǎn)之間，將滑動變阻器的滑片移到最右端，閉合開關(guān)，移動滑動變阻器的滑片，由圖乙可知，調(diào)節(jié)后電壓表的示數(shù)為_________V；

(2)用R2直接替換R1，如果保持滑動變阻器滑片的位置不變，閉合開關(guān)，電壓表示數(shù)將_________ （選填“變大”、“變小”或“不變”）。這時，需要將滑動變阻器滑片______，直到電壓表示數(shù)達(dá)到要求的值。在使用定值電阻R1和R2進(jìn)行實(shí)驗(yàn)過程中，讀取電流表示數(shù)時，滑動變阻器消耗的電功率之比是_________；

(3)使用R3進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時，發(fā)現(xiàn)無論怎樣移動滑動變阻器的滑片，都不能使R2兩端的電壓為2V。為使R3兩端的電壓仍然為2V，你可以更換最大阻值更_________ （選填“大”或“小”）的滑動變阻器或者換用電源電壓更_________（選填“大”或“小”）的電源；

小明按照如圖丙所示的電路圖連接好電路，測量一只額定電壓為2.5V的燈泡的電功率，可選用滑動變阻器的規(guī)格“1.5A 50Ω”和“2.0A 20Ω”，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和現(xiàn)象如表：

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	電壓表示數(shù)/V	電流表示數(shù)/A	燈泡亮度
1	1	0.2	較暗
2	2.5		正常發(fā)光
3	6	0	不發(fā)光

(4)第3次實(shí)驗(yàn)電流表示數(shù)為零是因?yàn)?/span>_________ ，上面實(shí)驗(yàn)中他選用的滑動變阻器規(guī)格為_________；

(5)由于小明粗心大意，沒有記錄燈泡正常發(fā)光時電流表的示數(shù)，于是他根據(jù)第一次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算出燈泡電阻5Ω，再計(jì)算出燈泡兩端電壓為2.5V時的功率1.25W。而同組小華認(rèn)為燈泡的額定功率應(yīng)小于1.25W，作出這樣判斷的依據(jù)是_________。

Answer 1

【答案】2 變大 向右端移動 2∶1 大 小 燈斷路 1.5A 50Ω 燈在2.5V時的電阻大于5Ω

【解析】

(1)[1] “探究電流與電阻的關(guān)系實(shí)驗(yàn)”要保證定值電阻兩端電壓不變，根據(jù)圖乙中4個點(diǎn)的坐標(biāo)，由可知調(diào)節(jié)后電壓表的示數(shù)為

UV=IR=0.4A×5Ω=2V

(2)[2] 根據(jù)串聯(lián)分壓原理可知，用R2直接替換R1，電阻增大，其分得的電壓增大，電壓表示數(shù)大于2V。

[3]探究電流與電阻的實(shí)驗(yàn)中應(yīng)控制電壓不變，應(yīng)保持電阻兩端的電壓不變，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律可知應(yīng)增大滑動變阻器分得的電壓，由分壓原理，應(yīng)增大滑動變阻器連入電路中的電阻，所以滑片應(yīng)向右端移動，使電壓表的示數(shù)為2V。

[4]由圖乙可知接R1（5Ω）時電路電流為0.4A，接R2（10Ω）時電路電流為0.2A，因?yàn)閷?shí)驗(yàn)中要保證每次分壓相同，因此兩次實(shí)驗(yàn)時滑動變阻器分得的電壓相同，由可得

(3)[5][6]由題意知，滑動變阻器兩端的電壓應(yīng)為

U滑=6V-2V=4V

當(dāng)將20Ω的定值電阻接入電路時，根據(jù)串聯(lián)分壓特點(diǎn)可知

即

解得R滑=40Ω＞30Ω，故滑動變阻器的最大阻值偏小，無論怎樣移動滑片都不能滿足電壓表示數(shù)為2V。若電源電壓太高，則定值電阻兩端分擔(dān)的電壓較大，會大于2V，不能完成實(shí)驗(yàn)，所以，應(yīng)更換最大阻值更大的滑動變阻器或者換用電源電壓更小的電源。

(4)[7]由表格數(shù)據(jù)可知，電壓表示數(shù)等于電源電壓，電流表無示數(shù)，說明小燈泡斷路，電壓表直接串聯(lián)在電路中。

[8]由表中第1組數(shù)據(jù)，根據(jù)歐姆定律燈和串聯(lián)電路的規(guī)律，此時變阻器連入電路的電阻

故選用“1.5A 50Ω”的變阻器。

(5)[9] 第1次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算出燈泡電阻為5Ω，當(dāng)燈泡兩端電壓增大時，通過燈的電流也變大，根據(jù)P=UI，燈的功率變大，燈絲溫度升高，故燈絲電阻增大，即當(dāng)燈的電壓為2.5V時，此時燈的電阻應(yīng)大于5Ω，再計(jì)算出燈泡兩端電壓為2.5V時的功率

此時計(jì)算的額定功率偏大，即燈泡的額定功率應(yīng)小于1.25W。