Question

19．如圖1為小紅同學設(shè)計的“探究電流與電阻關(guān)系”的實物電路圖．

（1）連接電路時開關(guān)應(yīng)處于斷開狀態(tài)（選填“斷開”或“閉合”）．
（2）開關(guān)閉合前，滑動變阻器的滑片P應(yīng)移至A（選填“A”或“B”）端．
（3）滑動變阻器的作用一是保護電路，二是通過調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，使定值電阻兩端電壓（選填“兩端電壓”或“通過的電流”）不變．
（4）當小紅同學閉合開關(guān)后，發(fā)現(xiàn)電流表無示數(shù)，電壓表有示數(shù)且大小接近電源電壓，則電路中出現(xiàn)的故障可能是定值電阻發(fā)生了斷路（選填“短路”或“斷路”）．
（5）排除故障后，移動滑動變阻器滑片P，當電壓表示數(shù)為2V時，記下電流表示數(shù)．當將原來5Ω的電阻換成10Ω的電阻后，電壓表示數(shù)如右上圖所示．要使電壓表示數(shù)保持2V不變，應(yīng)將滑動變阻器的滑片P向A（選填“A”或“B”）端移動．
（6）小紅繼續(xù)實驗，通過更換定值電阻，然后調(diào)節(jié)其兩端的電壓，測得電流的值如下表．分析表中的數(shù)據(jù)我們可以得出的結(jié)論是電壓一定時，電流與電阻成反比．

電阻R/	5	10	15	30
電流I/A	0.30	0.15	0.10	0.05

（7）小紅同學在做完上述實驗后，用一個小燈泡代替定值電阻，利用上述器材來測定標有“2.5V”字樣小燈泡的額定功率．小強同學通過移動滑片P，分別記下了多組對應(yīng)的電壓表和電流表的讀數(shù)，并繪制成了如圖2所示的U-I圖象．根據(jù)U-I圖象提供的信息，可計算出小燈泡的額定功率是0.5W，當加在小燈泡兩端的電壓為1.5V時，小燈泡的電阻是10Ω．

Answer 1

分析 （1）連接電路，開關(guān)應(yīng)該斷開；
（2）為保護電路，開關(guān)閉合前，應(yīng)將滑片移至最大阻值處；
（3）探究電流與電阻的關(guān)系，需保持導(dǎo)體兩端的電壓相等；
（4）根據(jù)電路故障現(xiàn)象分析電路故障原因．
（5）根據(jù)控制變量法的要求與實驗電路圖分析答題．
（6）掌握電流和電阻的關(guān)系：電壓不變時，導(dǎo)體中的電流與它的阻值成反比；
（7）根據(jù)圖乙讀出燈泡正常發(fā)光時，燈泡的額定電流，然后根據(jù)P=UI求出燈泡的額定功率，；
根據(jù)圖乙讀出燈泡兩端電壓為1.5V時對應(yīng)的電流，然后根據(jù)R=$\frac{U}{I}$求出小燈泡此時的阻值．

解答 解：（1）連接電路時開關(guān)應(yīng)處于斷開狀態(tài)．
（2）開關(guān)閉合前，滑動變阻器的滑片P應(yīng)移至A端．
（3）滑動變阻器的作用一是保護電路，二是通過調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，使定值電阻兩端電壓不變．
（4）閉合開關(guān)，電流表無示數(shù)，說明電路存在斷路，電壓表有示數(shù)且大小接近電源電壓，說明電壓表與電源兩極相連，電壓表并聯(lián)電路之外電路不存在斷路，則與電壓表并聯(lián)的定值電阻斷路．
（5）當將原來5Ω的電阻換成10Ω的電阻后，電阻阻值增大，定值電阻分壓增大，滑動變阻器分壓減小，為保持定值電阻兩端電壓不變，應(yīng)增大滑動變阻器分壓，由圖示電路圖可知，應(yīng)將滑片向A端移動．
（6）由表格中數(shù)據(jù)知，電壓不變，電阻增大為原來的幾倍，則電流便減小為原來的幾分之一，因此得出的結(jié)論：電壓一定時，電流與電阻成反比；
（7）根據(jù)圖乙可知，當燈泡兩端電壓為2.5V時，通過燈泡的電流為0.2A，則燈泡的額定功率：P=UI=2.5V×0.2A=0.5W；
當燈泡兩端電壓為1.5V時，通過燈泡的電流為0.15A，故此時燈絲的阻值：R=$\frac{U}{I}$=$\frac{1.5V}{0.15A}$=10Ω．
故答案為：（1）斷開；（2）A；（3）保護電路；兩端電壓；（4）斷路；（5）A；（6）電壓一定時，電流與電阻成反比；（7）0.5；10．

點評 本題考查了實驗注意事項、電路故障分析、實驗操作，知道實驗注意事項、應(yīng)用控制變量法以及圖象分析；由I-U圖象找出電壓對應(yīng)的電流，熟練應(yīng)用歐姆定律和功率計算公式的應(yīng)用是正確解題的關(guān)鍵．