Question

17．如圖所示電路中，電源電壓為4.5V，滑動(dòng)變阻器的規(guī)格為“30Ω 1A”
（1）小麗想用該電路研究“電流與電阻的關(guān)系”，請(qǐng)幫她把電路連接完整．在研究電流與電阻關(guān)系時(shí)，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P，其目的是控制電壓表示數(shù)不變．小麗發(fā)現(xiàn)無(wú)論如何移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片都無(wú)法使定值電阻兩端電壓達(dá)到2.0V，經(jīng)檢查電路完好．為順利完成實(shí)驗(yàn)，可行的措施有換用阻值更大的滑動(dòng)變阻器（或降低電源電壓）（寫一種即可）
（2）小王同學(xué)選用另一組規(guī)格相同的實(shí)驗(yàn)器材，進(jìn)行“測(cè)定小燈泡額定功率”的實(shí)驗(yàn)（小燈泡額定電壓為2.5V）．小王按小麗的電路，將定值電阻換成小燈泡，電壓表量程改為“0-3V”，連接好電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．閉合開關(guān)后，電壓表如乙圖所示，要測(cè)小燈泡的正常發(fā)光的功率，接下來(lái)小王應(yīng)該向左（填“向左”或“向右”，參考圖甲）移動(dòng)滑動(dòng)變阻器．在測(cè)量小燈泡電阻時(shí)，為了使測(cè)量結(jié)果更準(zhǔn)確，我們采用多次測(cè)量取平均值的方法．問：在測(cè)燈泡電功率時(shí)，小王能否運(yùn)用該方法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)？并說明理由不能，因燈的電阻隨溫度的變化而變化，不是一個(gè)定值，取平均值沒有意義．

Answer 1

分析 （1）將電阻與電流表串聯(lián)，電壓表并聯(lián)在電阻兩端；
研究電流與電阻關(guān)系時(shí)，要控制電阻的電壓不變；
根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律及分壓原理，確定變阻器的最大電阻至少為多少，確定可行的操作；
（2）燈在額定電壓下正常發(fā)光，根據(jù)圖中電壓表小量程讀數(shù)，比較電壓表示數(shù)與額定電壓的大小，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律及分壓原理確滑片移動(dòng)的方向；
根據(jù)燈的電阻隨溫度的變化而變化，不是一個(gè)定值分析．

解答 解：（1）將電阻與電流表串聯(lián)，電壓表并聯(lián)在電阻兩端，如下所示：

研究電流與電阻關(guān)系時(shí)，要控制電阻的電壓不變，故移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P，其目的是：控制電壓表示數(shù)不變．
電源電壓為4.5V，當(dāng)電壓表示數(shù)為2.0V時(shí)，變阻器分得的電壓：
U_滑=U-U′=4.5V-2.0V=2.5V，變阻器分得的電壓為電壓表示數(shù)的$\frac{2.5V}{2.0V}$=1.25倍，根據(jù)分壓原理，變阻器的最大電阻至少為：1.25×R_定，無(wú)論如何移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片都無(wú)法使定值電阻兩端電壓達(dá)到2.0V，可能是現(xiàn)有變阻器的最大電阻過小，或電源電壓太高，故可換用阻值更大的滑動(dòng)變阻器或降低電源電壓；
（2）燈在額定電壓下正常發(fā)光，圖中電壓選用小量程，分度值為0.1V，示數(shù)為2.2V，小于燈的額定電壓2.5V，應(yīng)增大燈的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，應(yīng)減小變阻器的電壓，由分壓原理，應(yīng)減小變阻器連入電路中的電阻大小，故滑片向左移動(dòng)，直到電壓表示數(shù)為額定電壓；
因燈的電阻隨溫度的變化而變化，不是一個(gè)定值，取平均值沒有意義，故不能采用多次測(cè)量取平均值的方法．
故答案為：（1）如上所示；控制電壓表示數(shù)不變；換用阻值更大的滑動(dòng)變阻器或降低電源電壓；
（2）不能，因燈的電阻隨溫度的變化而變化，不是一個(gè)定值，取平均值沒有意義．

點(diǎn)評(píng) 本題研究“電流與電阻的關(guān)系”，考查電路的連接、控制變量法及對(duì)實(shí)驗(yàn)器材的要求及影響電阻的因素和數(shù)據(jù)的處理．