Question

【題目】小明在學(xué)習(xí)了電學(xué)知識(shí)后，設(shè)計(jì)如圖甲所示電路，完成如下實(shí)驗(yàn)探究：

（1）請用筆畫線將圖乙補(bǔ)充完整，要求滑動(dòng)變阻器的滑片向右滑動(dòng)時(shí)電阻變大．
（2）閉合S1、斷開S2 ， 移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，記錄電壓表和電流表示數(shù)，多次實(shí)驗(yàn)繪制I﹣U圖象，如圖丙中a所示．此過程探究的是 ．
（3）仍然閉合S1、斷開S2 ， 依次將定值電阻R換成R1、R2 ， 且R＜R1＜R2 ， 要使電壓表示數(shù)保持不變，應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片P向（選填“左”或“右”）；實(shí)驗(yàn)過程中，小明發(fā)現(xiàn)把R1換成R2 ， 無論怎樣調(diào)節(jié)滑片都無法使用電壓表調(diào)到控制值，說明選擇的滑動(dòng)變阻器的最大阻值 ．
（4）斷開S1、閉合S2 ， 移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，小燈泡突然熄滅，檢查發(fā)現(xiàn)電流表的示數(shù)為零，電壓表的示數(shù)接近電源電壓，請你幫小明分析電路故障可能是 ． 小明換用額定電壓為2.5V的小燈泡繼續(xù)實(shí)驗(yàn)，燈泡正常發(fā)光時(shí)，電流表示數(shù)如圖丁所示，小燈泡的額定功率為 W，根據(jù)記錄小燈泡的電壓和電流的數(shù)據(jù)，繪制成電壓和電流的關(guān)系圖象如圖丙中b所示，圖象中A、B、C三點(diǎn)RA、RB、RC的阻值由大到小的順序?yàn)?/span> ．
【拓展】小明發(fā)現(xiàn)，如果小燈泡的額定電壓和電阻R已知，在原有器材中去掉電流表，也可完成“測量小燈泡的額定功率”的實(shí)驗(yàn)．請?jiān)谔摼�框內(nèi)畫出他設(shè)計(jì)的電路圖 ．

Answer 1

【答案】
（1）

解：如下圖：

（2）電阻一定時(shí)，導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體兩端電壓的關(guān)系
（3）右；偏小
（4）小燈泡斷路；1；RA＜RC＜RB；
【解析】解：（1）滑動(dòng)變阻器在使用時(shí)，其接法必須是一上一下，滑動(dòng)變阻器滑片向右移動(dòng)阻值變大，故變阻器的下接線柱應(yīng)在A端；如下圖：
；（2）由電阻的I﹣U圖象可知可以得出，電阻一定時(shí)，導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比；（3）電阻R換成了電阻R1、R2時(shí)，電路中的總電阻變大，根據(jù)歐姆定律可知電路中電流變小，此時(shí)變阻器的阻值不變，則滑動(dòng)變阻器分得的電壓變小，電阻分得的電壓變大；要探究電流和電阻之間關(guān)系，必須保持電阻兩端的電壓不變，即與電阻并聯(lián)的電壓表示數(shù)不變，所以應(yīng)調(diào)節(jié)滑片向右移動(dòng)，增大滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻，使電壓表的示數(shù)保持不變；
當(dāng)把R1換成R2時(shí)（R1＜R2），由于定值電阻的阻值增大，要保證定值電阻兩端的電壓和變阻器兩端電壓均不變，根據(jù)分壓原理可知，滑動(dòng)變阻器接入的阻值必須繼續(xù)增大，現(xiàn)在無論怎樣調(diào)節(jié)滑片都無法使用電壓表調(diào)到控制值，說明選擇的滑動(dòng)變阻器的最大阻值偏�。�（4）分析題目可知，此時(shí)電流表無示數(shù)，即表明是斷路，但電壓表有示數(shù)，即表明此時(shí)電壓表測量的是電源電壓，故分析可得是由于小燈泡斷路造成的；
由圖乙所示電流表可知，電流表量程是0～0.6A，分度值是0.02A，電流表示數(shù)是0.4A，
燈泡額定功率是P=UI=2.5V×0.4A=1W；
由丙圖線是正比例圖線，所以B點(diǎn)電阻與a、b相交處電阻相等，即RB=R交點(diǎn) ，
由圖線b可知，燈泡兩端的電壓變大時(shí)，電流變大，
燈泡的實(shí)際功率變大，燈泡變亮，溫度升高，燈泡的電阻增大，
所以RA＜RC＜R交點(diǎn) ， 即：RA＜RC＜RB ．