Question

11．小飛在實(shí)驗(yàn)室做測量小燈泡電功率的實(shí)驗(yàn)，他實(shí)驗(yàn)桌上的器材有：學(xué)生電源，電流表，電壓表，滑動變阻器（標(biāo)有“20Ω 2A”），開關(guān)，小燈泡（標(biāo)有“2.5V”字樣），導(dǎo)線若干．（1）小飛剛將實(shí)驗(yàn)器材連接成如圖甲所示情況，正好走過他身旁的老師立即指出他的實(shí)驗(yàn)流程出現(xiàn)了錯誤并提醒他及時進(jìn)行了糾正，這個錯誤是：連接電路前開關(guān)沒有斷開．

（2）請你用筆畫線代替導(dǎo)線將圖所示的電路連接完整．
（3）小飛連接完電路，將滑片移到阻值最大端，閉合開關(guān)發(fā)現(xiàn)小燈泡未亮，電壓表指針迅速偏轉(zhuǎn)到最大刻度的右邊，出現(xiàn)這種情況的原因可能是小燈泡斷路（選填“短路”或“斷路”）．
（4）排除故障后，小飛移動滑動變阻器的滑片，將三次實(shí)驗(yàn)時電壓表和電流表的示數(shù)記錄到下面表一中；當(dāng)電壓表的示數(shù)為2.5V時，電流表示數(shù)如圖乙所示，其讀數(shù)為0.4A，小燈泡的額定功率為1W．
表一                                             

次數(shù)	第一次	第二次	第三次
電壓/V	2	2.5	3
電流/A	0.36		0.42

表二

電阻箱R/Ω	5	10	15
電流I/A	0.30	0.24

（5）完成上述測量后，小飛向老師借了一個電阻箱，斷開開關(guān)，將原實(shí)驗(yàn)電路中的小燈泡換成電阻箱進(jìn)行探究電流與電阻關(guān)系的實(shí)驗(yàn)：
①維持電源電壓不變，適當(dāng)移動滑動變阻器的滑片到某個位置，然后只改變電阻箱的阻值，記錄電阻值和對應(yīng)電流表的示數(shù)如表二，其中第三次實(shí)驗(yàn)時電流表的示數(shù)小飛忘記了讀�。�
②根據(jù)表中數(shù)據(jù)，通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻不成（選填“成”或“不成”）反比，主要原因是沒有控制電阻箱兩端電壓不變．
③不計(jì)導(dǎo)線、電表等因素對電路的影響，則第三次實(shí)驗(yàn)時的電流表示數(shù)應(yīng)該為0.2A．

Answer 1

分析 （1）連接電路前，開關(guān)應(yīng)處于斷開狀態(tài)．
（2）根據(jù)燈泡額定電壓，確定電壓表量程．
（3）滑動變阻器滑動最大阻值，小燈泡不亮，說明電路中可能存在斷路，電壓表有示數(shù)，電壓表中間斷路．
（4）讀出電流表示數(shù)，由P=UI計(jì)算額定功率．
（5）研究電流與電阻的關(guān)系，應(yīng)控制電阻兩端電壓不變，根據(jù)電源電壓不變建立方程，計(jì)算出滑動變阻器電阻、電源電壓，然后計(jì)算出電流表示數(shù)．

解答 解：（1）連接電路前，開關(guān)沒有處于斷開狀態(tài)．

（2）根據(jù)燈泡額定電壓U=2.5V，電壓表選擇0-3V量程，并聯(lián)在燈泡兩端，如圖所示．
（3）滑動變阻器滑動最大阻值，小燈泡不亮，說明電路中可能存在斷路，電壓表有示數(shù)，電壓表中間小燈泡斷路．
（4）電壓表示數(shù)為額定電壓U=2.5V，電流表量程0-0.6A，分度值0.02A，讀數(shù)0.4A，由P=UI=2.5V×0.4A=1W．
（5）①研究電流與電阻的關(guān)系，應(yīng)控制電阻兩端電壓不變，根據(jù)表格發(fā)現(xiàn)，通過導(dǎo)體電流與導(dǎo)體電阻不成反比，沒有控制電阻箱兩端電壓不變．
②當(dāng)電阻箱電阻為5Ω時：U=I（R_箱+R_滑）=0.3A×（5Ω+R_滑）          ③
  當(dāng)電阻箱電阻為10Ω時：U=I′（R′_箱+R_滑）=0.24A×（10Ω+R_滑）   ④
  由電源電壓相等，由③④解得：R_滑=15Ω；U=6V
 當(dāng)電阻箱電阻為15Ω時：R″=R″_箱+R_滑=15Ω+15Ω=30Ω
由I″=$\frac{U}{R″}=\frac{6V}{30Ω}=0.2A$
故答案為：（1）連接電路前開關(guān)沒有斷開；（2）如圖所示；（3）斷路；（4）0.4；1（5）①不成；②沒有控制電阻箱兩端電壓不變；③0.2

點(diǎn)評 此題考查了、電流連接注意事項(xiàng)、電路連接、故障分析、功率計(jì)算、探究電流與電阻的關(guān)系，電路分析能力，是一道電學(xué)綜合題目．