Question

【題目】小王在“測(cè)量小燈泡電阻”的實(shí)驗(yàn)中，準(zhǔn)備有以下器材：電源、標(biāo)有“2.5V”的小燈泡、電流表、電壓表、規(guī)格為“20Ω1A”的滑動(dòng)變阻器、開(kāi)關(guān)各一個(gè)、導(dǎo)線若干。則：

（1）請(qǐng)你用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖甲中的電路連接完整。要求：滑動(dòng)變阻器的滑片P向右移動(dòng)時(shí)，小燈泡變暗；

（_____）

（2）閉合開(kāi)關(guān)S前，滑動(dòng)變阻器的滑片P要調(diào)至_____（選填“A”或“B”）端；

（3）正確連接電路后，小王按規(guī)范的正確步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，閉合開(kāi)關(guān)S時(shí)，發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，電流表、電壓表指針均有偏轉(zhuǎn)，但偏轉(zhuǎn)的角度都很小，那么，小燈泡不亮的原因是滑片P在滑動(dòng)變阻器阻值的_____（選填“最大阻值”或“最小阻值”）處；

（4）小王多次測(cè)量后，將測(cè)得的數(shù)據(jù)用描點(diǎn)法作出了小燈泡的U﹣I圖象，如圖乙所示，根據(jù)圖象可得：小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻為_____Ω；

（5）上述實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，小王同學(xué)利用以上器材想進(jìn)一步“探究電流與電阻的關(guān)系”，為此，他另外拿來(lái)了三個(gè)定值電阻，阻值分別為5Ω、10Ω、15Ω．他將小燈泡取下后，并按圖丙的電路在R的位置依次將5Ω、10Ω、15Ω的三個(gè)定值電阻先后接入電路中，為保證每次都能將接入的定值電阻兩端電壓調(diào)為3.0V（電源電壓恒為7.5V的電池），應(yīng)在電路中再串聯(lián)一個(gè)阻值范圍為_____Ω（最小）至_____Ω（最大）的電阻R2。

Answer 1

【答案】 B 最大阻值 12.5 2.5 7.5

【解析】

根據(jù)滑動(dòng)變阻器的滑片P的移動(dòng)對(duì)電路的影響，確定滑動(dòng)變阻器的連接，根據(jù)燈泡的額定電壓確定電壓表選用的量程；閉合開(kāi)關(guān)S前，滑動(dòng)變阻器的滑片P要調(diào)至阻值最大處；正確連接電路后，根據(jù)電流表、電壓表指針的偏轉(zhuǎn)，分析小燈泡不亮的原因；

由小燈泡的U﹣I圖象知，燈在額定電壓下的電流，由歐姆定律求出小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻。

（1）滑動(dòng)變阻器的滑片P向右移動(dòng)時(shí)，小燈泡變暗，即電流變小，變阻器連入電路的電阻變大，故滑片P以左的電阻絲應(yīng)連入電路中；燈的額定電壓為2.5V，故電壓表選用小量程與燈并聯(lián)，如下圖所示：

（2）閉合開(kāi)關(guān)S前，為了保護(hù)電路，滑動(dòng)變阻器的滑片P要調(diào)至阻值最大處的B端；

（3）正確連接電路后，小王按規(guī)范的正確步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，閉合開(kāi)關(guān)S時(shí)，電流表、電壓表指針均有偏轉(zhuǎn)，但偏轉(zhuǎn)的角度都很小，說(shuō)明電路為通路，電路中的電流過(guò)小，則小燈泡不亮的原因可能是電路中電阻太大，可能是滑片P在滑動(dòng)變阻器的最大阻值處；

（4）由小燈泡的U﹣I圖象知，燈在額定電壓下的電流為0.2A，由歐姆定律可得，小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻為：；

（5）探究電流與電阻的關(guān)系，應(yīng)控制定值電阻兩端的電壓不變，為保證每次都能將接入的定值電阻兩端電壓調(diào)為3.0V，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，變阻器分得的電壓為：，變阻器分得的電壓為定值電阻電壓的：

當(dāng)接入15Ω的電阻時(shí)，根據(jù)串聯(lián)分壓原理，變阻器連入電路中的電阻應(yīng)為：

，而變阻器的最大電阻為20Ω，將變阻器與電阻R2視為一個(gè)整體，則電阻R2的最小值： ，

當(dāng)接入5Ω的定值電阻時(shí)，同理可得，變阻器連入電路中的電阻：，

將變阻器與電阻R2視為一個(gè)整體，當(dāng)變阻器連入電路中的電阻為0時(shí)，即可滿足要求；所以，為保證每次都能將接入的定值電阻兩端電壓調(diào)為3.0V（電源電壓恒為7.5V的電池），應(yīng)在電路中再串聯(lián)一個(gè)阻值范圍為2.5Ω（最�。┲�7.5Ω（最大）的電阻R2。