Question

【題目】小明利用如圖甲所示的電路探究“電流與電阻的關(guān)系”，已知電源電壓U為6V且保持不變，實(shí)驗(yàn)用到的電阻R的阻值分別為5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω．

(1)按照?qǐng)D甲電路，用筆畫線代替導(dǎo)線將圖乙實(shí)物電路連接完整．

（______）

(2)開始實(shí)驗(yàn)，改變R的阻值，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使電壓表示數(shù)保持不變，記下電流表的示數(shù)，得到如圖丙所示的電流I隨電阻R變化的關(guān)系圖像．

①小明將5Ω的電阻接入電路，閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)電流表有示數(shù)，電壓表無(wú)示數(shù)，電路中的故障可能是_____．

②排除故障，小明將5Ω定值電阻更換為10Ω定值電阻再閉合開關(guān)，他們應(yīng)該將滑動(dòng)變阻器的阻值調(diào)_____(選填“大”或“小”)直到電壓表示數(shù)為_____V，再記錄電流表示數(shù)。

③觀察圖像丙可知，小明選用的滑動(dòng)變阻器最大阻值至少為_____Ω．

④由圖像丙可以得出的結(jié)論是_____．

(3)完成上述實(shí)驗(yàn)后，小明又利用上述部分器材重新設(shè)計(jì)了電路(增加了一個(gè)開關(guān))如圖丁所示，測(cè)量另一只小燈泡的額定功率，已知這只小燈泡正常工作的電流為I1．請(qǐng)完成實(shí)驗(yàn)步驟：

①只閉合開關(guān)S1，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器R2的滑片，_____；

②只閉合開關(guān)S2，_____，讀出電流表的示數(shù)為I2；

③則小燈泡的額定功率表達(dá)式為P額=_____．(已知電源電壓U，用已知物理量符號(hào)表示)

Answer 1

【答案】 R短路 大 2.5 35 當(dāng)電壓一定時(shí)，電流與電阻成反比例 使電流表示數(shù)為I1 保持滑動(dòng)變阻器R2的滑片不動(dòng) I12(-)或I1(U-)或UI1-

【解析】

（1）滑動(dòng)變阻器按一上一下的原則串聯(lián)在電路中，所以應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的上方接線柱相連組成電路，根據(jù)電路圖電壓表與電阻R并聯(lián)，如下圖所示：

（2）①小明將5Ω的電阻接入電路，閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)電流表有示數(shù)，說(shuō)明電路是通路，電壓表無(wú)示數(shù)，說(shuō)明無(wú)電流通過(guò)電壓表，電路中的故障可能是電阻R短路；

②在用10Ω電阻替換5Ω電阻后，由于10Ω電阻兩端的電壓變大，所以應(yīng)增大滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻，減小電路中的電流，使電壓表的示數(shù)達(dá)到2.5V；

③根據(jù)串聯(lián)電路分壓的知識(shí)，當(dāng)電阻R=25Ω時(shí)，滑動(dòng)變阻器的阻值最大，由圖象知，此時(shí)電路中的電流為0.1A；由I=得，R總===60Ω，所以R滑=R總R=60Ω25Ω=35Ω；

④分析圖丙圖象，曲線上每點(diǎn)對(duì)應(yīng)的電流和電阻的乘積都等于2.5V，由此得出結(jié)論：電壓一定時(shí)，導(dǎo)體中的電流與電阻成反比；

（3）完成上述實(shí)驗(yàn)后，小明又利用上述部分器材重新設(shè)計(jì)了電路(增加了一個(gè)開關(guān))如圖丁所示，測(cè)量另一只小燈泡的額定功率，已知這只小燈泡正常工作的電流為I1，請(qǐng)完成實(shí)驗(yàn)步驟：

①只閉合開關(guān)S1，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器R2的滑片，使電流表示數(shù)為I1；此時(shí)電路總電阻R總=RL+R2=；

②只閉合開關(guān)S2，保持滑動(dòng)變阻器滑片位置不變，讀出電流表的示數(shù)為I2；此時(shí)滑動(dòng)變阻器的阻值R2=；

③小燈泡額定功率的表達(dá)式P額=I12RL=I12(-)，或P額=I1(U-)，或P額=UI1-。