Question

12．某小組同學用圖甲的電路圖探究歐姆定律，實驗中他們所用的定值電阻分別是5Ω、10Ω、15Ω，電源電壓為4.5V．
（1）在探究“導體中的電流跟兩端電壓的關系”時，選用了某一定值電阻，連接電路閉合開關后，移動變阻器的滑片P，當電流表的示數(shù)是0.28A時，電壓表的示數(shù)如圖乙所示，這時定值電阻兩端的電壓是2.8 V．

（2）在探究“導體中的電流跟電阻的關系”時，控制定值電阻兩端電壓3V不變，選用的電阻是5Ω、10Ω、15Ω．把定值電阻由5Ω換成10Ω，閉合開關后，下一步的操作是：將變阻器的滑片P向右（填“左”或“右”）移動，目的是使電壓表的示數(shù)保持不變．
（3）上述探究結束后，該組同學選擇原來的電源和兩只燈泡L₁“2.5V 0.3A”和L₂“3.8V 0.3A”，設計的電路如圖丙所示，探究“電功率跟電流、電壓的關系”．
①此實驗設計是為了探究電功率與電壓的關系，通過燈泡的亮度 判斷來電功率的大�。�
②為了探究電功率與電流的關系，小明認為，利用圖丙電路只要通過移動滑動變阻器，改變電流觀察燈L₁或L₂亮度的變化，即可得出結論．你認為小明做法不合理（選填“合理”或“不合理”），理由是沒有保證燈泡兩端的電壓不變．

Answer 1

分析 （1）根據圖乙所示電壓表及電源電壓確定電壓表量程及分度值，讀出電壓表示數(shù)；
（2）當將電阻由5Ω更換為10Ω后，定值電阻阻值變大，定值電阻分壓變大，滑動變阻器分壓變小，
為保證電阻兩端電壓不變，應移動滑動變阻器滑片，使滑動變阻器接入電路的阻值變大，使定值電阻兩端電壓保持不變；
（3）燈泡的亮暗與燈泡的發(fā)光功率有關；
要探究電功率和電流的關系，需保持燈泡兩端的電壓不變．

解答 解：（1）電源電壓為4.5V，則定值電阻兩端的電壓即電壓表示數(shù)不大于4.5V，
如果電壓表選擇的量程是0～15V，則電壓表分度值是0.5V，電壓表示數(shù)是14V＞4.5V，
則電壓表量程不是0～15V，電壓表選擇的量程應是0～3V，分度值是0.1V，電壓表示數(shù)是2.8V；
（2）定值電阻由5Ω更換為10Ω后，定值電阻分壓變大，大于原來的電壓，為保持定值電阻兩端電壓不變，
由電路圖甲可知，應向右移動滑動變阻器滑片，增大滑動變阻器接入電路的阻值，增大滑動變阻器的分壓，
使定值電阻兩端電壓減小，保持定值電阻兩端電壓不變，即使電壓表的示數(shù)保持不變．
（3）①實驗中通過燈泡的亮暗來判斷燈泡電功率的大��；
②探究電功率與電流的關系，需保持燈泡兩端的電壓不變，
當移動滑動變阻器的滑片時，滑動變阻器的阻值改變，
燈兩端的電壓也改變，所以不能探究電功率與電流的關系．
故答案為：（1）2.8；
（2）右；使電壓表是示數(shù)保持不變；
（3）①燈泡的亮度；
②不合理；沒有保證燈泡兩端的電壓不變．

點評 此題是探究導體中的電流和電壓、電阻的關系，涉及到了電壓表讀數(shù)、滑動變阻器的調節(jié)及電功率跟電流、電壓的關系等問題，注意控制變量法及轉換法在實驗中的應用，這些都是實驗的常考問題，一定要掌握．