Question

小軍同學(xué)探究定值電阻R消耗的電功率P與通過(guò)R的電流I的關(guān)系．他設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)電路圖，并按電路圖連接了實(shí)驗(yàn)器材，如圖1所示．
（1）請(qǐng)你根據(jù)實(shí)物電路連接情況畫出實(shí)驗(yàn)電路圖．
（2）電路連接正確后，閉合開關(guān)S，小軍發(fā)現(xiàn)電壓表有示數(shù)，但電流表無(wú)示數(shù)．由現(xiàn)象可判斷電路中出現(xiàn)的故障是______．
A．變阻器短路　　　　 B．電阻R短路　　　　 C．電流表斷路　　　　 D．電阻R斷路

（3）排除故障后，電流表的示數(shù)如圖2所示，此時(shí)通過(guò)電阻R的電流為______A．
（4）小軍根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫出定值電阻R消耗的電功率P隨通過(guò)電阻的電流I變化的圖象如圖3所示．請(qǐng)你根據(jù)圖象判斷：當(dāng)電流I為0.2A時(shí)，電阻R消耗的電功率P為______W．

Answer 1

解：（1）由實(shí)物圖知，從電源的正極出發(fā)依次連接滑動(dòng)變阻器、電阻、電流表、開關(guān)，最后回到電源的負(fù)極，電壓表與電阻并聯(lián)．如圖所示．

（2）電流表無(wú)示數(shù)，電壓表有示數(shù)，所以是電阻R斷路．D正確．
（3）由圖知，電流表的量程為0～0.6A，其量程為0.02A，所以其示數(shù)為0.38A．
（4）由圖3知，當(dāng)電流為0.6A時(shí)，功率為3.6W，根據(jù)公式P=UI=I²R得R===10Ω
當(dāng)電流為0.2A時(shí)，電功率為P=UI=I²R=（0.2A）²×10Ω=0.4W
故答案為：（1）見上圖；（2）D；（3）0.38；（4）0.4．
分析：（1）根據(jù)實(shí)物圖畫電路圖，要注意電路元件的連接方式及順序．
（2）電流表無(wú)示數(shù)則出現(xiàn)斷路現(xiàn)象，根據(jù)電壓表的情況可判斷是哪兒出現(xiàn)了斷路．在串聯(lián)電路中，斷開處的電壓約為電源電壓．
（3）在進(jìn)行電流表的讀數(shù)時(shí)，要注意確定電流表的量程和分度值．
（4）從圖象中確定一組電流、功率的數(shù)據(jù)，根據(jù)公式P=UI=I²R的變形公式R=計(jì)算出R的阻值，然后根據(jù)公式P=UI=I²R計(jì)算出功率的值．
點(diǎn)評(píng)：此題是探究定值電阻R消耗的電功率P與通過(guò)R的電流I的關(guān)系實(shí)驗(yàn)，考查了按實(shí)物電路畫電路圖，注意電路元件的連接順序，同時(shí)考查了電流表的讀數(shù)及P=UI的推導(dǎo)公式及變形公式的應(yīng)用．其中（4）問(wèn)是難點(diǎn)，關(guān)鍵是通過(guò)圖象中的數(shù)據(jù)計(jì)算出電阻值．