Question

20．在“探究電流與電壓的關系”的實驗中，電源電壓為3V，定值電阻為10Ω，滑動變阻器規(guī)格為“10Ω 3A”．
（1）請你用筆畫線代替導線，將圖甲中的實驗電路連接完整（導線不能交叉）；

（2）閉合開關，向左移動滑動變阻器的滑片，電流表的示數(shù)將變大（填“變小”“變大”或“不變”），而電壓表指針偏向表盤零刻度左邊，原因是電壓表正負接線柱接反了．
（3）通過定值電阻電流的變化范圍是0.15A-0.3A；
（4）實驗數(shù)據(jù)記錄如下表，分析實驗數(shù)據(jù)可得：在電阻一定的情況下，通過導體的電流與導體兩端的電壓成正比．

實驗次數(shù)	1	2	3	4	5	6	7
電壓U/V	1.6	1.8	2.0	2.2	2.4	2.6	2.8
電流I/A	0.16	0.18	0.20	0.22	0.24	0.26	0.28

（5）若將這個定值電阻換成小燈泡，還可測出小燈泡的電阻，如圖乙是小燈泡的U-I圖象A所示，它的電流與電壓不成正比，其原因是小燈泡的電阻隨溫度變化而變化．
（6）當滑片向左滑動到某一位置后，繼續(xù)向左滑動，電壓表、電流表均有示數(shù)，但小燈泡始終不發(fā)光，這是由于通過小燈泡的實際電流太小，實際功率太小的緣故．
（7）另一組同學用相同的器材和電路圖做這個實驗時，由于接線錯誤，根據(jù)測量的數(shù)據(jù)繪出的U-I圖象如圖乙B所示，你認為錯誤的原因可能是電壓表與滑動變阻器并聯(lián)；改正電路后，該電路圖還可以用來測量小燈泡功率的實驗．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)電壓電壓確定電壓表量程；
閉合開關前，應將滑片滑動變阻器的最大值處；
（2）根據(jù)向左移動滑動變阻器的滑片，變阻器連入電路中電阻變化，根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律確定流表的示數(shù)將變化；電壓表使用前要將指針調零；
（3）當滑動變阻器接入電路中的電阻最大為10Ω 時，電路中的電流最小，根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律求最小電流；
當滑動變阻器接入電路中的電阻為0時，電路中的電流最大，根據(jù)歐姆定律求最大電流；
（4）由表中數(shù)據(jù)求出電壓和對應的電流之比分析得出結論；
（5）根據(jù)歐姆定律的變形公式U=IR，結合小燈泡的電阻隨溫度變化而變化分析；
（6）電壓表、電流表均有示數(shù)，說明電路為通路，燈不會發(fā)生短路，但小燈泡始終不發(fā)光，根據(jù)燈的亮度由燈實際功率決定分析；
（7）電壓表并聯(lián)在燈泡兩端時，隨著電流的增大，燈泡兩端的電壓增大，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的特點，變阻器兩端的電壓會隨之減小．

解答 解：（1）電源電壓為3V，故電壓表選用小量程與電阻并聯(lián)，如下所示：

（2）閉合開關，向左移動滑動變阻器的滑片，變阻器連入電路中電阻變小，根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律可知，電流表的示數(shù)將變大；而電壓表指針偏向表盤零刻度左邊，原因是：電壓表正負接線柱接反了．
（3）電源電壓為3V，定值電阻為10Ω，當滑動變阻器接入電路中的電阻最大為10Ω 時，電路中的電流最小，根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律，最小電流為：
I_小=$\frac{U}{R{+R}_{滑大}}=\frac{3V}{10Ω+10Ω}$=0.15A，
當滑動變阻器接入電路中的電阻為0時，電路中的電流最大：
I_大=$\frac{U}{R}=\frac{3V}{10Ω}$=0.3A，故通過定值電阻電流的變化范圍是0.15A-0.3A；
（4）由表中數(shù)據(jù)可知，電壓與電流之比：$\frac{U}{I}$=$\frac{1.6}{0.16}$=---=$\frac{2.8}{0.28}$=10（定值），
故在電阻一定的情況下，通過導體的電流與導體兩端的電壓成正比；
（5）根據(jù)歐姆定律的變形公式U=IR，因小燈泡的電阻隨溫度變化而變化，即R不是一個定值，故電流與電壓不成正比；
（6）當滑片向在滑動到某一位置后，繼續(xù)向在滑動，變阻器連入電路中的電阻變小，電壓表、電流表均有示數(shù)，說明電路為通路，燈不會發(fā)生短路，但小燈泡始終不發(fā)光，這是由于通過小燈泡的實際電流太小，實際功率太小，故小燈泡始終不發(fā)光；
（7）丙圖中的B圖象，隨著電流的增大，電壓減小，正好與A圖象相反，符合滑動變阻器兩端電壓的變化規(guī)律，因此電壓表接在了滑動變阻器兩端；因電壓表測量出了燈電壓，電流表測出了通過燈的電流，可測燈的電功率．
故答案為：
（1）如上所示：
（2）變大；電壓表正負接線柱接反了；（3）0.15A-0.3A； （4）成正比；（5）隨溫度變化而變化；（6）通過小燈泡的實際電流太小，實際功率太��；（7）電壓表與滑動變阻器并聯(lián)；小燈泡功率．

點評 本題探究電流與電壓的關系，考查電路的連接、電壓表使用注意事項、串聯(lián)電路規(guī)律和歐姆定律的運用、數(shù)據(jù)分析、影響燈絲電阻的因素、反常現(xiàn)象的分析，并與測燈炮功率的實驗作比較．