Question

【題目】利用電壓恒為6V的電源、標(biāo)有“20Ω 1A”字樣的滑動變阻器RP，完成下列電學(xué)實驗：

（1）探究電流與電阻的關(guān)系。

①實驗電路圖如圖甲所示，圖乙是它的實物連接圖。其中有一條導(dǎo)線連接有誤，若閉合開關(guān)S，電壓表的指針將_____（填“向左”、“向右”或“不會”） 偏轉(zhuǎn)，請將連接錯誤的導(dǎo)線畫“×”，并用筆畫線代替導(dǎo)線畫出正確連線____________；

②改正錯誤后進行實驗，先將滑動變阻器的滑片移到最_____端（填“左”或“右），再分別將10Ω、20Ω、40Ω的電阻接在圖甲的A、B間，正確完成三次實驗后，電流表指針的位置分別如圖丙中a、b、c所示，可知實驗中，A、B間控制不變的電壓為_____V，可得結(jié)論：當(dāng)_____一定時，通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成_____；

③為了使實驗結(jié)論更具有普遍性，又將50Ω的電阻接在A、B間，閉合開關(guān)S，發(fā)現(xiàn)無論怎樣調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，都不能使電壓表的示數(shù)與上次實驗相同，為了能夠完成實驗，應(yīng)該換用最大阻值至少為_____Ω的滑動變阻器。

（2）利用圖丁所示電路測量未知電阻R0的阻值，所用電源電壓仍為6V。

①閉合開關(guān)S，斷開開關(guān)S1、S2，將滑動變阻器的滑片移至最左端，電流表的示數(shù)為0.2A；

②則可以計算出R0的阻值為_____Ω。

（3）利用圖丁所示的電路測量額定電流為I額的小燈泡額定功率。（R0為已知量）

①將圖丁中的開關(guān)_____（填“S1”或“S2”）和電流表互換位置，并將開關(guān)S和該開關(guān)閉合，另一個開關(guān)斷開調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，使電流表的示數(shù)為_____，小燈泡正常發(fā)光；

②保持滑動變阻器滑片的位置不變，斷開與電流表互換位置的開關(guān)，閉合開關(guān)S和另一個開關(guān)，讀出電流表的示數(shù)為I；

③小燈泡額定功率的表達式：P額=_____。（用符號或數(shù)值表示均可）

Answer 1

【答案】 不會 見解析所示 右 4 電壓 反比 25 30 S2 I額 （I﹣I額）R0I額

【解析】 (1)分析圖乙中，電壓表短路，故閉合開關(guān)，電壓表的指針將不會偏轉(zhuǎn)；電壓表應(yīng)與電阻并聯(lián)，改正后如下所示：

②為了保護電路，閉合開關(guān)前滑片在阻值最大處即最右端；由圖知當(dāng)將電阻10Ω、20Ω、40Ω的電阻接在圖甲的A. B間，電流表指針的位置分別如圖丙中a、b、c所示，圖丙電流表選用小量程，分度值為0.02A，即電阻為10Ω時，電流為0.4A，電阻為20Ω時，電流為0.2A，電阻為40Ω時，電流為0.1A，由歐姆定律，故實驗中A. B間控制不變的電壓為：U＝IR＝10Ω×0.4A＝20Ω×0.2A＝40Ω×0.1A＝4V；故可得出結(jié)論：當(dāng)電壓一定時，通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比；③研究電流與電阻關(guān)系時，要控制電壓表的示數(shù)不變，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，則滑動變阻器兩端的電壓為：U滑＝6V4V＝2V,變阻器的電壓為電壓表的示數(shù)的倍，根據(jù)分壓原理，改用50Ω的電阻時，所以變阻器的最大電阻至少：R滑＝×50Ω＝25Ω；為了能夠完成實驗，應(yīng)該換用最大阻值至少為25Ω的滑動變阻器。(2)圖丁中,當(dāng)閉合開關(guān)S,斷開開關(guān)S1、S2,滑動變阻器的滑片移至最左端時,電路中只有電阻R0工作,由歐姆定律I＝,R0的阻值為：R0＝＝30Ω；(3)由實驗電路圖可知，測量步驟：①將圖丁中的開關(guān)S2和電流表互換位置,并將開關(guān)S和S2閉合,S1斷開,調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片,使電流表的示數(shù)為I額，小燈泡正常發(fā)光；②保持滑動變阻器滑片的位置不動,斷開S2,閉合開關(guān)S1，讀出電流表的示數(shù)為I，③在①中,電流表測燈的電流,在②中,電流表測量燈泡L和電阻R0的總電流；因電路的連接關(guān)系沒有改變,各電阻的大小和通過的電流不變,燈仍正常發(fā)光,根據(jù)并聯(lián)電路電流的規(guī)律可求出R0的電流：IR0＝II額,由歐姆定律I＝和并聯(lián)電路電壓的規(guī)律，燈泡的額定電壓：U額＝UR0＝(II額)R0；則燈泡L的額定功率：P額＝U額I額＝(II額)R0I額。