Question

2．楊光和小組的同學(xué)完成了下面的實(shí)驗(yàn)：

（1）如圖甲所示：
①在探究”電流與電壓關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，滑動(dòng)變阻器除保護(hù)電路外，還有改變定值電阻兩端電壓的作用．
②在探究“電流和電阻的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，定值電阻R₁由5Ω換成10Ω時(shí)，接下來滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)向右（選填“左”或“右”）調(diào)節(jié)；若電源電壓為6V，R₁的可選最大電阻為20Ω，為保證電阻R₁兩端的電壓為2V，那么滑動(dòng)變阻器R₂阻值應(yīng)不小于40Ω．
（2）做完實(shí)驗(yàn)后，把定值電阻換成小燈泡，楊光又完成了“測量額定電壓是2.5V，小燈泡電功率”的實(shí)驗(yàn)，如圖乙所示：
①請用筆畫線代替導(dǎo)線完成圖乙電路的連接；
②她要連接電路時(shí)，發(fā)現(xiàn)電流表的指針偏向左側(cè)無刻度處，原因可能是電流表沒有調(diào)零．排除故障后，正確連接電路，閉合開關(guān)，楊光發(fā)現(xiàn)小燈泡過亮，為了完成實(shí)驗(yàn)，接下來她的操作是，立即斷開開關(guān)，把滑動(dòng)變阻器阻值調(diào)到最大值；再閉合開關(guān)，改變滑動(dòng)變阻器的阻值，記下每次對應(yīng)的電壓表和電流表的示數(shù)，并繪制了如圖丙所示圖象，根據(jù)圖象可知小燈泡的額定電流是0.25A，額定功率是0.625W，燈絲的電阻是變化的（填“變化”或“不變”）．

Answer 1

分析 （1）①電流與電壓和電阻有關(guān)，要探究電流與電壓的關(guān)系，應(yīng)保持電阻不變，改變電壓；要探究電流和電阻的關(guān)系，應(yīng)保持電阻兩端的電壓不變，改變電阻，根據(jù)實(shí)驗(yàn)的目的判斷滑動(dòng)變阻器的作用；
②在探究電流跟電阻的關(guān)系時(shí)，應(yīng)移動(dòng)滑片，保持電阻兩端的電壓不變；利用串聯(lián)分壓作用，結(jié)合歐姆定律I=$\frac{U}{R}$求出所接電阻大��；
（2）①電流表與燈泡串聯(lián)，滑動(dòng)變阻器應(yīng)一上一下接法；
②電流表、電壓表使用前需要調(diào)零，閉合開關(guān)前滑片要處于電阻最大處；電流表讀數(shù)：確定使用的量程，確定每一個(gè)大格和每一個(gè)小格各代表多少；知道燈泡的額定電壓和額定電流，根據(jù)P=UI計(jì)算額定功率；利用曲線圖和額定電壓，確定燈泡的電流，再利用P=UI求出電功率；分析曲線變化確定小燈泡的電阻變化．

解答 解：（1）①探究電流與電壓的關(guān)系時(shí)，應(yīng)保持電阻不變，改變電壓，所以滑動(dòng)變阻器的作用除了保護(hù)電路外，還有改變定值電阻兩端電壓的作用；
②連接好電路后，為了保證電路的安全，要將滑動(dòng)變阻器的滑片P移到最右端，才能閉合開關(guān)；實(shí)驗(yàn)過程中，定值電阻R₁由5Ω變?yōu)?0Ω時(shí)，如果滑片不動(dòng)，則定值電阻兩端的電壓變大，電壓表示數(shù)變大，實(shí)驗(yàn)中要保持電壓表示數(shù)不變，則滑動(dòng)變阻器滑片應(yīng)該向右移動(dòng)；
由于U₁=2V，R₁=20Ω，則電路中的電流為I=I₁=$\frac{{U}_{1}}{{R}_{1}}$=$\frac{2V}{20Ω}$=0.1A，滑動(dòng)變阻器兩端電壓為U₂=6V-2V=4V，R₂=$\frac{{U}_{2}}{I}$=$\frac{4V}{0.1A}$=40Ω，故滑動(dòng)變阻器R₂阻值應(yīng)不小于40Ω；
（2）①電流表與燈泡串聯(lián)，滑動(dòng)變阻器應(yīng)一上一下接法，電路圖如下圖：

②他要連接電路時(shí)，還沒有閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)電流表指針偏向零刻度線的左邊，造成原因是電流表沒有調(diào)零；正確連接電路，閉合開關(guān)，他發(fā)現(xiàn)小燈泡過亮，是滑動(dòng)變阻器阻值太小，接下來應(yīng)該斷開開關(guān)，把滑動(dòng)變阻器的阻值調(diào)至最大值；根據(jù)圖象可知U=2.5V時(shí)，I=0.25A，則P=UI=2.5V×0.25A=0.625W；圖中從原點(diǎn)到M點(diǎn)再到N點(diǎn)的曲線，可以看出小燈泡兩端電壓增大，電流也隨著增大，反映燈絲的電阻是變化的；
故答案為：（1）①改變定值電阻兩端電壓；②右； 40；（2）①如圖所示；②電流表沒有調(diào)零；滑動(dòng)變阻器阻值調(diào)到最大值；  0.25；0.625；變化．

點(diǎn)評 該題考查學(xué)生對于滑動(dòng)變阻器在實(shí)驗(yàn)中的作用、調(diào)節(jié)以及接入阻值的運(yùn)算的掌握程度．本題還考查了電流表的使用、電流表讀數(shù)、功率計(jì)算、故障分析等問題．