Question

11．歸納總結(jié)是學(xué)習(xí)物理的一種良好習(xí)慣．小明學(xué)完電學(xué)后，發(fā)現(xiàn)如圖1所示的電路圖可以用來完成我們教材中的多個實驗探究：
（1）利用它可以研究電流與電壓的關(guān)系，實驗中滑動變阻器的作用是：改變電路中的電流和電壓，進行多次實驗．
（2）利用它可以研究電流與電阻的關(guān)系，實驗中把5Ω的定值電阻換成10Ω的定值電阻后，下一步應(yīng)進行的操作是：調(diào)節(jié)滑動變阻器，使電壓表的示數(shù)保持不變
（3）利用它可以測量未知電阻的阻值．小麗利用此電路圖連接了一個測電阻的電路，閉合開關(guān)后，發(fā)現(xiàn)電流表和電壓表都有示數(shù)，但調(diào)節(jié)滑動變阻器，電表的示數(shù)卻不發(fā)生變化，可能的原因是：滑動變阻器接入的是上面兩個接線柱或滑動變阻器接入的是下面兩個接線柱；
另一同學(xué)連完電路實驗時，發(fā)現(xiàn)電壓表的示數(shù)增大時，電流表的示數(shù)卻減小，你認為原因是：電壓表并聯(lián)在滑動變阻器的兩端．
（4）把圖1中的定值電阻換成小燈泡還可以測量小燈泡的額定功率．小明想測量一個額定電壓為2.5V小燈泡的額定功率（電阻大約是10Ω）．
①請你幫他連好實物圖（圖2）

實驗次數(shù)	1	2	3
電壓U/V	2.0	2.5	3.0
電流I/A	0.25	0.3	0.33

②閉合開關(guān)，移動滑片P到某一點時，電壓表示數(shù)為2.2V，若他想測量小燈泡的額定功率，應(yīng)將圖中滑片P向B（選填“A”或“B”）端移動，使電壓表的示數(shù)為2.5V．
③上表是小明同學(xué)記錄的測量結(jié)果：小燈泡的額定功率為0.75W．

Answer 1

分析 （1）滑動變阻器的作用：一是保護電路；二是改變電路電流或改變電壓；
（2）探究通過導(dǎo)體的電流與電阻的關(guān)系實驗要控制電阻兩端電壓不變，更換電阻后，首先應(yīng)調(diào)節(jié)滑動變阻器，應(yīng)控制電壓表示數(shù)保持不變；
（3）在連接好電路后閉合開關(guān)，電流表和電壓表都有示數(shù)，移動滑動變阻器滑片，電表示數(shù)都不變，說明滑動變阻器都接到上面或下面兩個接線柱上；
測量未知電阻的阻值時，未知電阻與滑動變阻器串聯(lián)，電流表串聯(lián)在電路中測電路電流，隨電流增大，電阻兩端的電壓變大，滑動變阻器兩端的電壓變小，據(jù)此分析原因．
（4）①根據(jù)歐姆定律求出燈泡額定電流的大約值，從而確定電流表的量程，然后將電流表、燈泡以及滑動變阻器串聯(lián)連接，注意滑動變阻器按一上一下原則接線；
②當(dāng)燈泡兩端電壓為額定電壓時，燈泡的實際功率等于額定功率，根據(jù)串聯(lián)電路分壓的特點判斷滑動變阻器移動的方向；
③根據(jù)表中數(shù)據(jù)燈泡兩端電壓為額定電壓時，通過燈泡的電流，根據(jù)P=UI即可求出燈泡的額定功率．

解答 解：（1）研究電流與電壓的關(guān)系時，滑動變阻器起改變電路中的電流和電壓的作用，從而進行多次實驗．
（2）實驗過程中，把電阻R由5Ω換成了10Ω的定值電阻后，閉合開關(guān)，首先應(yīng)調(diào)節(jié)滑動變阻器，使電壓表的示數(shù)保持不變；
（3）閉合開關(guān)后，電流表和電壓表都有示數(shù)；但無論怎樣調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，電流表和電壓表的示數(shù)均不變，說明滑動變阻器接入的是上面兩個接線柱或滑動變阻器接入的是下面兩個接線柱；
移動滑動變阻器的滑片時，電流表的示數(shù)減小，說明電路總電阻增大，滑動變阻器接入電路的阻值增大，則滑動變阻器的分壓增大，電壓表的示數(shù)增大，說明電壓表并聯(lián)在滑動變阻器的兩端；
（4）①燈泡的額定電流約：I=$\frac{U}{R}$=$\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A，因此電流表量程選擇0～0.6A；
使電流表的0.6A接線柱與燈泡的左接線柱相連，燈泡的右接線柱與滑動變阻器的左上接線柱相連，如下圖所示：

②已知2.2V小于燈泡的額定電壓，要想測量小燈泡的額定功率，需增大燈泡兩端電壓，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的特點可知，需減小滑動變阻器兩端電壓，即減小滑動變阻器接入電路的阻值，故需將滑動變阻器的滑片向B端移動，直到電壓表的示數(shù)為燈泡的額定電壓2.5V；
③根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，當(dāng)燈泡兩端電壓為2.5V時，通過燈泡的電流為0.3A，故燈泡的額定功率：P=UI=2.5V×0.3A=0.75W．
故答案為：（1）改變電路中的電流和電壓，進行多次實驗；
（2）調(diào)節(jié)滑動變阻器，使電壓表的示數(shù)保持不變；
（3）滑動變阻器接入的是上面兩個接線柱或滑動變阻器接入的是下面兩個接線柱；電壓表并聯(lián)在滑動變阻器的兩端；
（4）②B；2.5；③0.75W．

點評 本題通過探究“電流與電壓、電阻”的關(guān)系以及測量小燈泡電功率的實驗考查了滑動變阻器的作用、故障的分析、控制變量法的應(yīng)用、歐姆定律的應(yīng)用、串聯(lián)電路分壓的特點及額定功率的計算，綜合性強，涉及的知識點多，有一定的難度．