Question

【題目】小華探究“電流與電壓”的關(guān)系，設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路圖如圖1所示，已知電源電壓為3V，定值電阻R1的阻值為5Ω，完成下列題目：

（1）在記錄數(shù)據(jù)時(shí)，小華由于粗心，忘記將第三組電壓表示數(shù)填入表格，同學(xué)們可以幫忙算出這里的電壓值應(yīng)該為_____V。

I/A	0.1	0.2	0.3	0.4
U/V	0.5	1.0	_____	2.0

（2）接下來(lái)，小華利用上述電路原理圖來(lái)探究“電流與電阻”關(guān)系，閉合開(kāi)關(guān)后移動(dòng)滑動(dòng)變阻器使電壓表的讀數(shù)為2V，然后斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，將CD間的電阻R1從5Ω換成10Ω．再閉合開(kāi)關(guān)，此時(shí)電壓表的示數(shù)_____（填“大于”、“小于”或“等于”）2V，接下來(lái)小華應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片向_____端（填“A”或“B”）移動(dòng)。

（3）小華在桌子上發(fā)現(xiàn)一個(gè)阻值未知的定值電阻。為了測(cè)量電阻阻值的大小，小華用這個(gè)定值電阻換掉原電路中的R1，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，電路中電表的示數(shù)如圖2所示，則電壓表的示數(shù)為_____V，電流表示數(shù)為_____A，通過(guò)計(jì)算可得此定值電阻的阻值為_____Ω，小華認(rèn)為這樣通過(guò)一組數(shù)據(jù)直接計(jì)算的定值電阻阻值不準(zhǔn)確。為了使得結(jié)果更加準(zhǔn)確，他接下來(lái)應(yīng)該_____。

（4）小華用上述電路測(cè)小燈泡的電阻，將定值電阻換成一只標(biāo)有“2.5V”的小燈泡，閉合開(kāi)關(guān)后，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，某時(shí)刻電流如圖3所示，由圖可得小燈泡的電流為_____A，從圖4中小燈泡的U﹣I圖象可知，小燈泡的電阻隨電壓增大而_____。

（5）小華同學(xué)還設(shè)計(jì)了如圖5所示的電路，其中電源電壓恒為1.5V，將M，N用導(dǎo)線連接，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使電流表指針指在0.5A處，則此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻是_____Ω．保持滑動(dòng)變阻器滑片位置不變，若在M、N之間加入電阻Rx，電流表示數(shù)如圖3所示，則電阻Rx阻值是_____。

（6）實(shí)驗(yàn)時(shí)某小組同學(xué)利用一只電流表和最大阻值為R0的滑動(dòng)變阻器完成對(duì)未知電阻Rx的測(cè)量。如圖6所示是他們按照設(shè)計(jì)連接的部分實(shí)驗(yàn)電路。

①請(qǐng)你依據(jù)下面的實(shí)驗(yàn)步驟，用面筆線代替導(dǎo)線，將實(shí)驗(yàn)電路連接完整。（只添加一條導(dǎo)線）

（_____________）

實(shí)驗(yàn)步驟：

A．開(kāi)關(guān)S1和S2都斷開(kāi)，將變阻器的滑片P移到阻值最大處，觀察到電流表無(wú)示數(shù)；

B．保持滑片P位置不動(dòng)，只閉合開(kāi)關(guān)S1時(shí)，讀取電流表的示數(shù)為I1；

C．再閉合開(kāi)關(guān)S2時(shí)，讀取電流表的示數(shù)為I2（I2＞I1）。

②請(qǐng)你用I1、I2和R0表示Rx，則Rx＝_____。

Answer 1

【答案】1.5 大于 A 2 0.5 4 多次測(cè)量取平均值 0.3 增大 3 2Ω

【解析】

（1）根據(jù)表格中電流和電壓的關(guān)系分析；（2）根據(jù)控制變量法，研究電流與電阻的關(guān)系時(shí)，需控制定值電阻的電壓相同，當(dāng)換上大電阻時(shí)，根據(jù)分壓原理確定電壓表示數(shù)的變化，由串聯(lián)電路電壓的規(guī)律結(jié)合分壓原理確定滑片移動(dòng)的方向；（3）因電源電壓為3V，故圖中電壓表選用小量程，由分度值讀數(shù)為；由圖3知，電流表選用小量程，由分度值讀出電流大小，由歐姆定律求定值電阻的阻值；為了使得結(jié)果更加準(zhǔn)確，應(yīng)該多次測(cè)量取平均值；

（4）根據(jù)電流表選用的量程確定分度值讀數(shù)，由圖4知，通過(guò)燈的電流隨電壓的增大而增大，根據(jù)P=UI，結(jié)合因燈絲的電阻隨溫度的升高而變大分析；（5）由已知條件，根據(jù)歐姆定律I=求此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻；根據(jù)電流表示數(shù)如圖3所示可知此時(shí)電流大小，由電阻的串聯(lián)規(guī)律和歐姆定律求電阻Rx阻值：（6）根據(jù)實(shí)驗(yàn)步驟，結(jié)合電路圖和兩次實(shí)驗(yàn)的規(guī)律寫(xiě)出表達(dá)式。

（1）定值電阻R1的阻值為5Ω，由表格中的信息可知，當(dāng)電壓變?yōu)樵瓉?lái)的幾倍時(shí)，電流就會(huì)變?yōu)樵瓉?lái)的幾倍，故表格中的數(shù)據(jù)為1.5V；

（2）根據(jù)串聯(lián)分壓原理可知，將定值電阻由5Ω改接成10Ω的電阻，電阻增大，其分得的電壓增大，電壓表示數(shù)大于2V；探究電流與電阻的實(shí)驗(yàn)中應(yīng)控制電壓不變，即應(yīng)保持電阻兩端的電壓不變，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律可知應(yīng)增大滑動(dòng)變阻器分得的電壓，由分壓原理，應(yīng)增大滑動(dòng)變阻器連入電路中的電阻，所以滑片應(yīng)向B端移動(dòng)，使電壓表的示數(shù)為2V。

（3）電路中電表的示數(shù)如圖2所示，因電源電壓為3V，故圖中電壓表選用小量程，分度值為0.1V，電壓表的示數(shù)為2V；由圖3知，電流表選用小量程，分度值為0.02A，電流表示數(shù)為0.5A，由歐姆定律，此定值電阻的阻值為：R2＝＝＝4Ω，通過(guò)一組數(shù)據(jù)直接計(jì)算的定值電阻阻值不準(zhǔn)確；為了使得結(jié)果更加準(zhǔn)確，他接下來(lái)應(yīng)該移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片多次測(cè)量取平均值；

（4）小華將定值電阻換成一只標(biāo)有“2.5V”的小燈泡，閉合開(kāi)關(guān)后，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，某時(shí)刻電流如圖3所示，電流表選用小量程，分度值為0.02A，由圖可得小燈泡的電流為0.3A，由圖4知，通過(guò)燈的電流隨電壓的增大而增大，根據(jù)P＝UI，燈的功率隨電壓的增大而增大，燈絲的溫度升高，因燈絲的電阻隨溫度的升高而變大，故燈絲的電阻變大，故小燈泡的電阻隨電壓增大而增大；

（5）電源電壓恒為1.5V，將M，N用導(dǎo)線連接，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使電流表指針指在0.5A處，根據(jù)歐姆定律I＝，則此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻：,保持滑動(dòng)變阻器滑片位置不變，若在M、N之間加入電阻Rx，電流表示數(shù)如圖3所示，此時(shí)電流大小I2＝0.3A，由電阻的串聯(lián)規(guī)律和歐姆定律，則電阻Rx阻值：

（6）①并聯(lián)電阻小于其中任一電阻，在電壓不變時(shí)，電阻越小，電流越大，因I2＞I1，說(shuō)明閉合開(kāi)關(guān)S1、S2時(shí)R與Rx并聯(lián)，只閉合開(kāi)關(guān)S1時(shí)，只有R接入電路中，由此連接實(shí)物，如下圖所示：

②只閉合開(kāi)關(guān)S1時(shí)，只有R接入電路中，且R最大阻值為R0，電流表測(cè)通過(guò)通過(guò)R的電流，

所以電源電壓U＝I1R0，

閉合開(kāi)關(guān)S1、S2時(shí)兩者并聯(lián)，電流表測(cè)并聯(lián)的總電流，因R的電壓始終為電源電壓，且滑片位置不動(dòng)，R電阻大小不變，由歐姆定律，通過(guò)R的電流大小不變，根據(jù)并聯(lián)電路電流的規(guī)律，通過(guò)Rx的電流：

Ix＝I2﹣I1，

所以Rx＝＝。

故答案為：（1）1.5；（2）大于；A；（3）2；0.5；4；多次測(cè)量取平均值；（4）0.3；增大；（5）3；2Ω；（6）①如上所示；②。