Question

10．小明用圖1所示的電路探究“電阻上的電流跟兩端電壓的關系”，圖2是小明未完成連接的實驗電路．
（1）請你按照對電壓表量程的選擇和對滑動變阻器連接的要求，用筆畫線代替導線，完成圖2中實驗電路的連接，要求滑動變阻器滑片向左移動時，電流表示數(shù)增大．
（2）小明按要求正確連接電路后，閉合開關，發(fā)現(xiàn)電壓表指針偏轉到滿刻度的位置．其原因可能是滑動變阻器阻值最�。ɑ螂娮璋l(fā)生了斷路）．（寫出一個）
（3）小明在實驗中通過調節(jié)滑動變阻器滑片，測出通過電阻R的不同電流和對應的電壓值，如下表所示．

U（V）	0.5	1.0	1.6	1.9	2.5	3.0
I（A）	0.1	0.2	0.3	0.4	0.5	0.6

小明在實驗中所用電阻R的阻值為5Ω；分析表中的數(shù)據得到的結論是電阻一定時，電流與電壓成正比．
（4）如果將實驗電路中的電阻R更換成一個額定電壓為3.8V、阻值約為10Ω的小燈泡后，要進行“測量小燈泡的額定電功率”的實驗，則對實驗電路還必須進行怎樣的改動：增加一節(jié)干電池（或增大電源電壓），并將電壓表的量程改為0～15V．

Answer 1

分析 （1）根據電源的電壓確定電壓表的量程，且與電阻R并聯(lián)；滑動變阻器按一上一下的原則串聯(lián)在電路中，滑片向左移動時電流表示數(shù)增大，說明接入電路中的電阻變小，即左下方接線柱必須接入電路中；
（2）電壓表指針偏轉到滿刻度，可能是因為滑動變阻器電阻在最小值或導體斷路；
（3）探究電流與電壓之間的關系時應控制電阻的阻值不變，取表格中任意一組數(shù)據，根據歐姆定律求出電阻的阻值；分析表格中電流的變化倍數(shù)和電壓的變化倍數(shù)之間的關系，利用控制變量法得出實驗結論；
（4）從電源、電壓表、電流表的量程進行分析．

解答 解：（1）一節(jié)干電池的電壓為1.5V，兩節(jié)干電池串聯(lián)時電源的電壓為3V，則電壓表的量程為0～3V，且與R并聯(lián)；
滑動變阻器的左下方接線柱與電阻R的右接線柱相連，如下圖所示：

（2）閉合開關，發(fā)現(xiàn)電壓表指針偏轉到滿刻度的位置，即約等于電源電壓．可能是由于滑動變阻器阻值最小或電阻發(fā)生了斷路；
（3）實驗中電阻R的阻值不變，由表格數(shù)據可知，當U=0.5V時，通過的電流I=0.1A，
由I=$\frac{U}{R}$可得，R=$\frac{U}{I}$=$\frac{0.5V}{0.1A}$=5Ω；
分析表格中數(shù)據可知，通過電阻電流的變化倍數(shù)等于兩端電壓變化的倍數(shù)，故可得結論：電阻一定時，電流與電壓成正比；
（4）燈泡的額定電壓為3.8V，所以電源應增加一節(jié)電池或換用電壓大于3.8V的學生電源；電壓表的量程應改為0～15V．
故答案為：
（1）如上圖所示；
（2）滑動變阻器阻值最�。ɑ螂娮璋l(fā)生了斷路）；
（3）5；電阻一定時，電流與電壓成正比；
（4）增加一節(jié)干電池（或增大電源電壓），并將電壓表的量程改為0～15V．

點評 本題是探究電阻的電流跟兩端電壓的關系，考查了實物電路的連接，特別是滑動變阻器及電壓表的連接、電阻的計算，要注意額定電壓下燈泡的實際功率和額定功率相等．