Question

【題目】復(fù)習(xí)課上小明同學(xué)要做幾個(gè)實(shí)驗(yàn)。電源電壓3V保持不變，滑動(dòng)變阻器的規(guī)格是“5Ω 0.5A”，阻值為5Ω、10Ω，15Ω、20Ω的電阻各一個(gè)，電流表（0.6A），電壓表（3V）各一個(gè)。

（1）用如圖甲所示的電路探究“電流與電壓和電阻的關(guān)系”，檢查電路，發(fā)現(xiàn)有一根導(dǎo)線連接錯(cuò)誤，請(qǐng)你在連接錯(cuò)誤的導(dǎo)線上打“×”，并在圖中補(bǔ)畫出正確的連線___________。

（2）小明先探究“電壓U一定，電流與電阻的關(guān)系”：

a、他將5Ω的電阻接入電路，閉合開關(guān)S，調(diào)節(jié)滑片P到適當(dāng)位置，讀出電流表示數(shù)記入表中斷開開關(guān)S，小明用10Ω的電阻替換5Ω的電阻，閉合開關(guān)S，接下來(lái)的操作是________。

實(shí)驗(yàn)次序	1	2	3	4
R/Ω	5	10	15	20
I/A	0.40	0.20	0.16	0.10

b、表是小明提交的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，老師指出有幾組數(shù)據(jù)不符合實(shí)際，你認(rèn)為應(yīng)該是實(shí)驗(yàn)中的實(shí)驗(yàn)次序________的數(shù)據(jù)，若不更換實(shí)驗(yàn)器材，在實(shí)驗(yàn)過程中小明為了能夠利用上述4個(gè)定值電阻。順利得到4組I、R數(shù)據(jù)，完成實(shí)驗(yàn)，所保持不變的電壓U0的取值范圍應(yīng)滿足____________。

（3）小明再探究“電阻R一定，電流與電壓的關(guān)系”，他將10Ω的電阻作為R接入電路，閉合開關(guān)S，通過調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片P，測(cè)出電阻兩端施加不同電壓時(shí)對(duì)應(yīng)電流值，小明根據(jù)數(shù)據(jù)繪制出I﹣U圖象，如圖乙中a所示，得到結(jié)論。實(shí)驗(yàn)完成后，將電阻換成額定電壓為2.5V的小燈泡，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)過程，繪制出I﹣U圖象，應(yīng)該是圖乙中____________（選填“a”、“b”、“c”）所示，若圖象中A、B、C、D四點(diǎn)電阻RA、RB、RC、RD都存在，則電阻由小到大順序?yàn)?/span>____________，燈泡額定功率為____________ W。

（4）小明接著想利用此電路測(cè)量小燈泡的額定功率，發(fā)現(xiàn)電流表壞了，又向老師要一個(gè)開關(guān)和阻值為R0的定值電阻，下面是小明設(shè)計(jì)的四個(gè)電路，你認(rèn)為可行的是____________。

Answer 1

【答案】 應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片向右調(diào)節(jié)，直到電壓表示數(shù)與前一次實(shí)驗(yàn)相同 3 2.4V～2.5V c 0.625W C

【解析】

(1)[1]該實(shí)驗(yàn)中，定值電阻與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，電壓表測(cè)量定值電阻的電壓，故定值電阻右側(cè)導(dǎo)線連接錯(cuò)誤，正確連接方法如圖所示

(2)[2]用10Ω替換了5Ω的電阻，定值電阻阻值變大，為了保證定值電阻兩端的電壓保持不變，滑動(dòng)變阻器的阻值也需要變大，故應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片向右調(diào)節(jié)，直到電壓表示數(shù)與前一次實(shí)驗(yàn)相同。

[3]實(shí)驗(yàn)次序3的數(shù)據(jù)不符合題意，因?yàn)槠渌麕状卧囼?yàn)定值電阻兩端的電壓均控制為2V，而這一次實(shí)驗(yàn)并沒有控制點(diǎn)值電阻兩端的電壓為2V。

[4]該實(shí)驗(yàn)中，定值電阻與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，串聯(lián)分壓，滑動(dòng)變阻器最大阻值為5Ω，定值電阻分別為5Ω、10Ω，15Ω、20Ω，若要四個(gè)定值電阻都能剛好完成實(shí)驗(yàn)，則當(dāng)20Ω定值電阻接入電路時(shí)，滑動(dòng)變阻器剛好調(diào)節(jié)到最大值，此時(shí)

此時(shí)滑動(dòng)變阻器已經(jīng)達(dá)到分壓極限，所以，U0最小值為2.4V；因?yàn)榛瑒?dòng)變阻器允許通過的最大電流為0.5A，所以，電路中的最大電流為0.5A，電流最大時(shí)，定值電阻應(yīng)為5Ω，此時(shí)

所以U0的取值范圍為2.4V～2.5V。

(3)[5]燈絲電阻隨電壓的增大而增大，曲線c隨著電壓的增大，電壓與電流的比值增大，故曲線c為燈泡的I﹣U曲線。

[6]電阻大小等于該點(diǎn)的電壓與電流的比值，由圖像可得A、B、D三點(diǎn)電流相等，D點(diǎn)電壓最大，A點(diǎn)電壓最小，故

B、C兩點(diǎn)電壓相等，B點(diǎn)電流更小，所以，點(diǎn)A、C同在小燈泡的I﹣U曲線上，其電阻隨電壓的增大而增大，故，所以，四者電阻大小關(guān)系為

[7]燈泡額定電壓為2.5V，由I﹣U圖像可知，當(dāng)燈泡在額定電壓下工作時(shí)，其阻值等于定值電阻的阻值，為10Ω，所以燈泡的額定功率為

(4)[8]選項(xiàng)C中的電路，先閉合S1、斷開S2，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器是電壓表示數(shù)為燈泡的額定電壓，再斷開S1、閉合S2，此時(shí)電壓表測(cè)量定值電阻的電壓，根據(jù)可以計(jì)算出燈泡的額定電流，從而計(jì)算出額定功率。A、B、D三個(gè)選項(xiàng)均不能有效的測(cè)量小燈泡的額定電流，無(wú)法測(cè)量小燈泡的額定功率。