Question

16．小明用如圖甲所示的電路圖，測量未知定值電阻R_x的阻值．

（1）實驗開始前，滑動變阻器的滑片P應(yīng)置于B（填“A”或“B”）端．
（2）小明閉合開關(guān)后，電流表和電壓表都有示數(shù)，移動滑動變阻器的滑片時，發(fā)現(xiàn)電流表和電壓表的示數(shù)都保持不變，可能的原因是把滑動變阻器下方的兩個接線柱同時接入電路．
（3）故障排除后，閉合開關(guān)，移動滑片P到不同位置時，分別測出通過電阻R_x的電流和對應(yīng)的電壓值，作出了如圖乙所示的“U-I”圖象，由圖象可得R_x=10Ω．
（4）同組的小華將定值電阻R_x換成額定電壓為3.8V的小燈泡來“測小燈泡的額定功率”．于是他調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片P使燈泡兩端的電壓為3.8V時，電流表示數(shù)如圖丙所示，則電路電流是0.3A，小燈泡的額定功率是1.14W．
（5）小華在實驗過程中還發(fā)現(xiàn)，當(dāng)小燈泡兩端的電壓逐漸增大時，通過它的電流也隨之增大，燈泡的亮度變亮，這說明燈泡的亮度取決于它的實際功率．
（6）完成實驗后，小華還想探究“導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體電阻”的關(guān)系，他選用兩個電阻R₁、R₂（R₁≠R₂），設(shè)計的電路圖如圖丁所示．小華分別用電壓表測出了R₁、R₂兩端的電壓．請你判斷：通過以上操作，他能探究出“導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體電阻”的關(guān)系嗎？不能（填“能”或“不能”），你判斷的依據(jù)是：因為該電路設(shè)計錯誤，無法控制電阻兩端的電壓相同．

Answer 1

分析 （1）在閉合開關(guān)前，滑片應(yīng)打到最大阻值處；
（2）閉合開關(guān)后，電流表和電壓表都有示數(shù)，移動滑動變阻器的滑片時，發(fā)現(xiàn)電流表和電壓表的示數(shù)都保持不變，可能的原因是把滑動變阻器下方的兩個接線柱同時接入電路；
（3）根據(jù)公式R=$\frac{U}{I}$計算；
（4）此時該燈泡正常發(fā)光，故先判斷出電流表的量程，而后據(jù)分度值讀出電流表的示數(shù)，后據(jù)公式P=UI可計算出此時的額定功率；
（5）燈泡的亮度關(guān)鍵是看燈泡所在電路的實際電壓的大小，實際電壓大實際功率就大，燈泡就亮，實際電壓小，實際功率就小，燈泡就暗；
（6）導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體兩端的電壓和導(dǎo)體的電阻有關(guān)，在探究電流跟一者之間的關(guān)系時，需用控制變量法．

解答 解：（1）在閉合開關(guān)前，滑片應(yīng)打到最大阻值處即滑動變阻器的滑片P應(yīng)置于B端．
（2）小明閉合開關(guān)后，電流表和電壓表都有示數(shù)，移動滑動變阻器的滑片時，發(fā)現(xiàn)電流表和電壓表的示數(shù)都保持不變，可能的原因是 把滑動變阻器下方的兩個接線柱同時接入電路；
（3）圖乙中所示當(dāng)電壓是2V時，電流是0.2A，所以R_x=$\frac{U}{I}$=$\frac{2V}{0.2A}$=10Ω；
（4）此時燈泡的電壓等于額定電壓，即為3.8V；而電流表選的是小量程，即其分度值是0.02A，故電流表的示數(shù)是0.3A，故此時的功率是P=UI=3.8V×0.3A=1.14W，由于此時燈泡正常發(fā)光，所以該燈泡的額定功率就是1.14W；
（5）燈泡的額定功率不會改變，實際功率根據(jù)電路中電壓的改變而改變，燈泡越亮實際功率越大，燈泡越暗實際功率越小．
（6）要探究電流與電阻的關(guān)系，需使電阻兩端的電壓相同．小華設(shè)計的電路是串聯(lián)，通過兩電阻的電流相等，所以不能得出電流與電阻的關(guān)系．
故答案為：
（1）B；
（2）把滑動變阻器下方的兩個接線柱同時接入電路；
（3）10；
（4）0.3；1.14；
（5）實際功率；
（6）不能；因為該電路設(shè)計錯誤，無法控制電阻兩端的電壓相同．

點評 本題需要注意的兩個問題：
（1）電路圖和實物電路的連接，重點是電表和滑動變阻器的連接．
（2）額定功率的計算，找到額定電壓下對應(yīng)的電流就是額定電流，額定電壓和額定電流的乘積就是額定功率．