Question

【題目】浩浩和然然在電學(xué)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)。

(1)探究“電流與電阻的關(guān)系”。

①浩浩利用四個定值電阻（5Ω、10Ω、15Ω、20Ω）、學(xué)生電源、電壓表、規(guī)格為“20Ω 1A”的滑動變阻器、電流表連接的電路如圖甲所示，檢查發(fā)現(xiàn)電路中有一根導(dǎo)線連接錯誤，請?jiān)趫D中連接錯誤的那根導(dǎo)線上打“×”，并用筆畫線代替導(dǎo)線將電路連接正確；

（________）

②改正后，閉合開關(guān)，移動滑動變阻器的滑片，發(fā)現(xiàn)電壓表無示數(shù)，電流表有示數(shù)，其故障是定值電阻_________；

③排除故障后，把5Ω的電阻接入電路，閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑片到適當(dāng)位置，電流表示數(shù)如圖乙所示，其示數(shù)為___________A；

④滑片位置不動，把5Ω的電阻換成10Ω的電阻，閉合開關(guān)，應(yīng)向__________（選填“左”或“右”）調(diào)節(jié)滑片，使電壓表的示數(shù)保持不變，讀取電流表示數(shù)；

⑤要使定值電阻單獨(dú)接入電路都能完成實(shí)驗(yàn)，電源電壓取值范圍為2V~___________ V；

⑥在探究電流與電壓關(guān)系時，不能用燈泡代替定值電阻的原因是___________________________。

(2)測量“小燈泡額定功率”。

然然在只有一只電壓表的情況下，連接了如圖丙所示的電路，測出了額定電壓為U額的小燈泡的額定功率（已知滑動變阻器R1的最大阻值為R0，U額小于電源電壓）；

①閉合開關(guān)S斷開S1，將R1的滑片滑到最右端，R2的滑片滑到最________（選填“左”或“右”）端，讀出此時電壓表的示數(shù)U，即為電源電壓；

②閉合開關(guān)S斷開S1，將R1的滑片滑到最左端，調(diào)節(jié)R2的滑片，使電壓表的示數(shù)為____________，此時小燈泡正常發(fā)光；

③保持___________（選填“R1 ”或“R2”）的滑片不動，閉合S、S1調(diào)節(jié)另一個滑動變阻器的滑片至最右端，讀出電壓表的示數(shù)為U1；

④小燈泡的額定功率P額=_________________（用字母表示）。

Answer 1

【答案】 短路 0.40 右 4 燈絲電阻隨溫度升高而增大 左 U額 R2

【解析】

(1)①[1]探究“電流與電阻的關(guān)系”時，需要使電壓表與定值電阻并聯(lián)，電流表與定值電阻串聯(lián)，電路連接改正如圖所示。

②[2]閉合開關(guān)，移動滑動變阻器的滑片，電壓表無示數(shù)，電流表有示數(shù)，說明其它電路正常與電壓表并聯(lián)的部分電阻為0，即定值電阻被短路，其故障是定值電阻短路。

③[3]由乙圖可知，電流表接入的是小量程，分度值為0.02A，電流表示數(shù)為0.40A。

④[4]把5Ω的電阻換成10Ω的電阻，電路中的電阻變大，電源電壓不變，根據(jù)歐姆定律，電路中電流變小，滑片位置不動，滑動變阻器的阻值不變，電流變小，滑動變阻器兩端電壓變小，電源電壓不變，由于電阻與滑動變阻器串聯(lián)，所以10Ω的電阻兩端電壓比5Ω的電阻兩端電壓大，若使10Ω的電阻兩端電壓與5Ω的電阻兩端電壓相等，需要減小電流中的電流，由于電源電壓不變，所以需要增大電路中的電阻，故閉合開關(guān)，應(yīng)向右調(diào)節(jié)滑片，使電壓表的示數(shù)保持不變。

⑤[5]把5Ω的電阻接入電路，電流為0.40A，電阻兩端電壓為

由于定值電阻最大阻值為20Ω，滑動變阻器最大阻值為20Ω，要使定值電阻單獨(dú)接入電路都能完成實(shí)驗(yàn)，電源電壓最大值為U電，則

電源電壓最大值為

⑥[6]用控制變量法探究電流與電壓關(guān)系時，需要保持電阻不變，而燈泡燈絲的電阻隨溫度的升高而增大，故不能用燈泡代替定值電阻。

(2)①[7]由圖丙可知，閉合開關(guān)S斷開S1，將R1的滑片滑到最右端，R2的滑片滑到最左端，相當(dāng)于電壓表兩個接線柱接到了電源的兩極上，此時電壓表測量的是電源電壓。

②[8]閉合開關(guān)S斷開S1，將R1的滑片滑到最左端，這時R1接入電路的阻值為0，電壓表與燈泡并聯(lián)，測量的是燈泡兩端的電壓，故調(diào)節(jié)R2的滑片，使電壓表的示數(shù)為燈泡的額定電壓U額，此時小燈泡正常發(fā)光。

③[9]閉合S、S1，這時燈泡被短路，電壓表與R1并聯(lián)，測量的是R1兩端的電壓，此時R1的阻值為0，保持R2的滑片不動，R2的阻值不變，調(diào)節(jié)滑動變阻器R1的滑片至最右端，此時R1的阻值為R0，電壓表的示數(shù)為U1，電路中的電流為

此時滑動變阻器R2的阻值為

④[10]閉合開關(guān)S斷開S1，將R1的滑片滑到最左端，這時R1接入電路的阻值為0，燈泡與R2串聯(lián)，小燈泡正常發(fā)光，這時電路中的電流為

小燈泡的額定功率為