Question

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(guān)系”，圖2是小明未完成連接的實驗電路．

（1）電壓表應選擇______的量程；現(xiàn)要求滑動變阻器滑片向左移動時，電流表示數(shù)增大．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．
（2）小明按要求正確連接電路后，閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)電壓表指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度的位置．其原因可能是______．（寫出一個）
（3）小明在實驗中通過調(diào)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

①請根據(jù)表中數(shù)據(jù)在圖3中畫出電阻R的U-I關(guān)系圖象．
②小明在實驗中所用電阻R的阻值為______Ω；當通過的電流為0.5A時，電阻R 消耗的電功率為______W．
（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：______．

Answer 1

【答案】分析：（1）根據(jù)電源的電壓確定電壓表的量程，且與電阻并聯(lián)；滑動變阻器按一上一下的原則串聯(lián)在電路中．
（2）電壓表指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度的位置說明電壓表并聯(lián)在電源的兩端測電源的電壓，據(jù)此分析可能的原因．
（3）①由描點法可得出U-I圖象，即在坐標上找到每組電流、電阻值對應的點，然后用線連點即可；
②由圖象可知，電壓與電流成正比，由表中數(shù)據(jù)找出電壓與對應的電流，由歐姆定律可求出導體電阻；根據(jù)P=UI求出當通過的電流為0.5A時電阻R消耗的電功率．
（4）額定電功率是小燈泡在額定電壓下的實際功率，所以小燈泡兩端的電壓必須達到它的額定電壓．
解答：解：（1）電源的電壓為2×1.5V=3V，電壓表的量程為0～3A，且與電阻并聯(lián)；滑動變阻器按一上一下的原則串聯(lián)在電路中，如下圖所示：

（2）電壓表指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度的位置說明電壓表并聯(lián)在電源的兩端測電源的電壓，可能是電壓表并聯(lián)的部分斷路即電阻R斷路，也可能是此時滑動變阻器接入電路的電阻為0；
（3）①找出每組數(shù)據(jù)對應的點，然后用平滑的線把點連起來，如圖所示；

②由圖知，當U=0.5V時，I=0.1A，則
定值電阻的阻值R===5Ω；
當通過的電流I=0.5A時，兩端的電壓U=2.5V，則
電阻R消耗的電功率P=UI=2.5V×0.5A=1.25W．
（4）測一個額定電壓為3.8V、阻值約為10Ω的小燈泡的額定功率，小燈泡兩端的電壓必須能達到3.8V，因此電源必須增加一節(jié)干電池，此時電源電壓成了1.5V×3=4.5V，電壓表的量程也應選擇0～15V．
故答案為：（1）0～3V；電路連線如圖所示；
（2）電阻R處斷路（滑動變阻器的阻值為零）；
（3）①圖象如圖所示；②5；1.25；
（4）增加一節(jié)干電池（換一個電壓高于3.8V的學生電源）；電壓表換接0～15V的量程．
點評：解決本題的關(guān)鍵：一是連接實物電路圖時，開關(guān)斷開，滑動變阻器的滑片移到最大阻值處，電壓表根據(jù)電源電壓選量程，電流表根據(jù)電路中最大電流選量程；
二是具備能夠用描點法繪制圖象，從圖象上分析物理量的變化規(guī)律的能力；
三是理解額定功率的物理意義，會測量用電器的額定功率．