Question

【題目】甲乙兩小組探究“電流與電壓和電阻的關(guān)系”．實驗室提供的實驗器材有：電源（電壓恒為4.5V），電流表、電壓表各一個，開關(guān)一個，四個定值電阻（5Ω、10Ω、15Ω、20Ω），兩只滑動變阻器（規(guī)格分別為“20Ω 2A”“50Ω 1A”），小燈泡一只（額定電壓2.5V），導(dǎo)線若干．

（1）甲小組探究“電流與電壓的關(guān)系”．請你根據(jù)圖甲的電路圖用筆劃線代替導(dǎo)線將圖乙中的實物電路連接完整_____．

（2）他們將5Ω的電阻接入電路，檢查無誤后閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)電壓表無示數(shù)，電流表有示數(shù)，造成這一現(xiàn)象的原因可能是________（寫出一條即可）

排除故障后進(jìn)行實驗得到的數(shù)據(jù)如下表，由此可得到的實驗結(jié)論是________．

（3）乙小組探究“電流與電阻的關(guān)系”．

①將5Ω的電阻接入電路，檢查無誤后閉合開關(guān)，移動滑片，使電壓表的示數(shù)為1.5V，并記下相應(yīng)的電流值．再用10Ω的電阻替代5Ω的電阻，此時滑片應(yīng)向________（選填“左”或“右”）端移動直到電壓表的示數(shù)為________V，讀出電流表的示數(shù)．

②為了完成用四個定值電阻進(jìn)行實驗，應(yīng)選擇滑動變阻器的規(guī)格是　________�。�

③他們用小燈泡替換定值電阻，移動滑片，使小燈泡正常發(fā)光，電流表示數(shù)如圖丙所示，則小燈泡的額定功率是　________W．

Answer 1

【答案】定值電阻短路（或電壓表短路、或電壓表斷路）電阻一定時，電流與電壓成正比右； 1.5；“50Ω 1A”；0.85

【解析】

（1）按照圖甲的電路圖，將圖乙中定值電阻、滑動變阻器串聯(lián)接入電路，電壓表并聯(lián)在電阻兩端，由于滑動變阻器已接了左下角的接線柱，所以應(yīng)將其上面的一個接線柱接入電路中，如圖所示：

（2）根據(jù)題意知道，電流表有示數(shù)，表明電路接通；電壓表無示數(shù)表明定值電阻短路，此時電壓表相當(dāng)與和一段導(dǎo)線并聯(lián)，故無示數(shù)；或者電壓表斷路（或電壓表短路）；

（3）由電路圖可知，若用10Ω的電阻替代5Ω的電阻，則定值電阻分壓變大，為了保持定值電阻兩端電壓不變，所以，應(yīng)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，即增大滑動變阻器的分壓，使定值電阻兩端電壓減小到原來的1.5V；

（4）由電路圖知道，定值電阻和滑動變阻器串聯(lián)，電壓表測定值電阻兩端的電壓，電流表測電路中的電流，由串分壓知道，當(dāng)定值電阻的阻值最大時，滑動變阻器接入電路的阻值也應(yīng)該最大，當(dāng)定值電阻R=20Ω時，電壓表示數(shù)U=1.5V，此時電路中的電流是：I=U/R=1.5V/20Ω=0.075A，又因為串聯(lián)電路兩端的總電壓等于個部分電路兩端電壓之和，所以，滑動變阻器兩端的電壓是：U滑 =U0 -U=4.5V-1.5V=3V，由串聯(lián)電路中各處電流都相等，所以，通過滑動變阻器的電流是：I滑 =I=0.075A，由歐姆定律I=U/R知道，滑動變阻器接入電路的阻值應(yīng)是：R滑=U滑/I滑=3V/0.075A=40Ω＞20Ω，所以為了完成實驗，應(yīng)選擇滑動變阻器的規(guī)格是“50Ω 1A”；

（5）當(dāng)小燈泡正常發(fā)光時，其兩端的電壓是額定電壓，即U額=2.5V，又因為電流表選擇的是0～0.6A量程，分度值為0.02A，所以示數(shù)是0.34A，即I額 =0.34A，此時小燈泡的額定功率是：P=UI=2.5V×0.34A=0.85W。