Question

16．在“探究電流跟電壓關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，小明設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路圖如圖甲所示，已知小燈泡的額定電壓為6V，正常工作時(shí)的電流約為0.3A．現(xiàn)有如下器材：電流表、電壓表、開(kāi)關(guān)各一個(gè)，規(guī)格分別為“10Ω 2A”“50Ω l.5A”的滑動(dòng)變阻器各一個(gè)、導(dǎo)線若干、電源（電壓約為12V）一個(gè)．

（1）圖乙是小明已連接了的部分電路，請(qǐng)用筆畫線代替導(dǎo)線將電路連接完整．
（2）你認(rèn)為小明應(yīng)選用規(guī)格為“50Ω 1.5A”的滑動(dòng)變阻器．
（3）小明選用了合適的滑動(dòng)變阻器后閉合開(kāi)關(guān)，移動(dòng)滑片，發(fā)現(xiàn)小燈泡發(fā)光，且電壓表、電流表均有示數(shù)，但移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，小燈泡的亮度改變，電壓表示數(shù)不變，電流表示數(shù)改變．則故障的原因可能是電壓表測(cè)量電源電壓．
（4）小明排除故障后繼續(xù)實(shí)驗(yàn)，滑片P到某一位置時(shí)記錄了第1組數(shù)據(jù)；滑片P繼續(xù)向右移動(dòng)，當(dāng)小燈泡正常發(fā)光時(shí)，電流表示數(shù)如圖丙所示，請(qǐng)幫他將電流表的示數(shù)記入表中空白處；當(dāng)滑片P繼續(xù)向右移動(dòng)到某一位置時(shí)，然后他記錄了第3組數(shù)據(jù)；

實(shí)驗(yàn)序號(hào)	電壓表示數(shù)/V	電流表示數(shù)/A	小燈泡發(fā)光情況
l	3	0.16	暗
2	6		正常發(fā)光
3	8	0.38	較亮

小明對(duì)3組數(shù)據(jù)進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)通過(guò)小燈泡的電流與它兩端的電壓不成正比，請(qǐng)幫他分析原因燈絲的電阻隨溫度的升高而增大．并在圖丁方框內(nèi)畫出你認(rèn)為更合理的電路圖．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)燈泡額定電壓確定電壓表量程，把滑動(dòng)變阻器串聯(lián)接入電路，電壓表并聯(lián)在燈泡兩端．
（2）求出燈泡正常發(fā)光時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值，然后選擇滑動(dòng)變阻器．
（3）串聯(lián)電路起分壓作用，電源電壓保持不變
（4）根據(jù)電流表的量程、分度值以及指針的位置讀出電流表的示數(shù)；
燈絲的電阻隨溫度的升高而增大；
探究電流跟電壓關(guān)系時(shí)，需保持定值電阻兩端電壓不變，并且改變定值電阻的大�。�

解答 解：（1）燈泡額定電壓是6V電壓表選0～15V量程，把滑動(dòng)變阻器串聯(lián)接入電路，電壓表并聯(lián)在燈泡兩端，電路圖如圖所示：

（2）燈泡正常發(fā)光時(shí)，滑動(dòng)變阻器兩端電壓：U_R=U-U_L=12V-6V=6V，
由I=$\frac{U}{R}$可知，燈泡正常發(fā)光時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值：R=$\frac{{U}_{R}}{I}$=$\frac{6V}{0.3A}$=20Ω，因此滑動(dòng)變阻器應(yīng)選“50Ω  1.5A”．
（3）閉合開(kāi)關(guān)，移動(dòng)滑片，發(fā)現(xiàn)小燈泡發(fā)光，且電壓表、電流表均有示數(shù)，說(shuō)明電路為通路；
移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，小燈泡的亮度改變，電流表示數(shù)改變，說(shuō)明滑動(dòng)變阻器接線正確；
由于電源電壓不變，所以電壓表測(cè)量電源兩端電壓．
（4）根據(jù)圖丙可知，電流表的量程為0～0.6A，分度值為0.02A，示數(shù)為0.3A；
因?yàn)闊艚z的電阻隨溫度的升高而增大，因此通過(guò)小燈泡的電流與它兩端的電壓不成正比；
探究電流跟電壓關(guān)系時(shí)，需保持定值電阻兩端電壓不變，并且改變定值電阻的大小，因此需將燈泡換為不同阻值的定值電阻，如下圖所示：

故答案為：（2）“50Ω  1.5A”；（3）電壓表測(cè)量電源電壓；（4）0.3；燈絲的電阻隨溫度的升高而增大．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了連接實(shí)物電路圖、滑動(dòng)變阻器的選擇、電表讀數(shù)、燈絲與電阻的溫度的關(guān)系以及電路圖的設(shè)計(jì)等問(wèn)題；對(duì)電表讀數(shù)時(shí)，要先確定其量程與分度值，讀數(shù)時(shí)，視線要與電表刻度線垂直．