Question

20．小芳為了探究“電流與導(dǎo)體兩端電壓的關(guān)系”，連接了如圖甲所示的電路（電源電壓為3V恒定）．

（1）用筆畫線將甲圖中電路連接完整，要求滑動(dòng)變阻器的滑片P向A端滑動(dòng)時(shí)，接入電路的電阻變�。�
（2）閉合開關(guān)后，電流表無示數(shù)，電壓表示數(shù)為3V，產(chǎn)生該現(xiàn)象的原因可能是電阻R斷路．
（3）排除故障后閉合開關(guān)，移動(dòng)滑片P，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制了電阻R的I-U圖象如圖丙中a，分析圖象中數(shù)據(jù)，電阻R的阻值為R=5Ω，可得結(jié)論：在電阻一定時(shí)，通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體導(dǎo)體兩端電壓成正比．滑動(dòng)變阻器除保護(hù)電路外，另一作用是改變電阻R兩端電壓．
（4）小芳僅將實(shí)驗(yàn)中的電阻R拆下，換用一個(gè)額定電壓為2.5V的小燈泡，繼續(xù)實(shí)驗(yàn)．移動(dòng)滑片P到某一點(diǎn)，電壓表示數(shù)如圖乙所示，此時(shí)小燈泡兩端電壓為1.8V，實(shí)驗(yàn)得到L的I-U圖象如丙中的圖線b，則小燈泡的額定功率為0.625W．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理連接實(shí)物電路圖．
（2）電路故障有兩類：短路和斷路；電路短路時(shí)，短路部分無電壓，電流大；電路斷路時(shí)，斷路部分無電流，電壓大．
（3）根據(jù)圖示找出a所對應(yīng)的電壓和電流，根據(jù)公式R=$\frac{U}{I}$求出電阻；分析電流與電壓的示數(shù)變化，得出電流與電壓的正比例關(guān)系；
（4）由圖丙確定電壓表量程與最小分度值，讀出電壓表示數(shù)；由圖丁找出燈泡額定電壓對應(yīng)的電流，然后由電功率公式P=UI求出燈泡的額定功率．

解答 解：（1）滑動(dòng)變阻器的滑片P向A端移動(dòng)時(shí)接入電路的電阻變小：把滑動(dòng)變阻器串聯(lián)接入電路，實(shí)物電路圖如圖所示：

（2）閉合開關(guān)后，電流表無示數(shù)，電壓表示數(shù)為3V，產(chǎn)生該現(xiàn)象的原因可能是 電阻R斷路；
（3）圖丙中a電壓U=1.5V，電流I=0.3A，電阻R的阻值為R=$\frac{U}{I}$=$\frac{1.5V}{0.3A}$=5Ω，可得結(jié)論：在電阻一定時(shí)，通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體導(dǎo)體兩端電壓成正比．滑動(dòng)變阻器除保護(hù)電路外，另一作用是改變電阻R兩端電壓；
（4）由圖丙知，電壓表量程是0～3V，最小分度值是0.1V，電壓表示數(shù)是1.8V；由圖丙可知，燈泡額定電壓2.5V對應(yīng)的電流是0.25A，則燈泡的額定功率P=UI=2.5V×0.25A=0.625W．
故答案為：
（1）見上圖；（2）電阻R斷路；
（3）5；電阻；導(dǎo)體兩端電壓成正比，改變電阻R兩端電壓；
（4）1.8；0.625．

點(diǎn)評 本題是探究電流與電壓的關(guān)系實(shí)驗(yàn)，考查了滑動(dòng)變阻器的應(yīng)用，電路故障的分析及對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析，屬于中等題．