Question

小紅利用如圖甲所示的電路探究“電流與電阻的關(guān)系”．已知電源電壓為6V且保持不變，實驗用到的電阻R的阻值分別為25Ω、20Ω、15Ω、10Ω．

（1）請根據(jù)圖甲，用筆畫線代替導(dǎo)線將圖乙所示的實物電路連接完整．
（2）連好電路，閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)電壓表有示數(shù)，電流表無示數(shù)，則故障可能是________．
（3）實驗中多次改變電阻R的阻值，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片使電壓表示數(shù)不變，記下電流表的示數(shù)，得到電流I隨電阻R變化的實驗記錄表，請你在空白處填寫對應(yīng)的數(shù)據(jù)．

實驗次數(shù)	定值電阻R/Ω	電流表示數(shù)I/A
1	5	0.6
2	10	0.3
43	15	________
4	20	0.15
5	25	0.12

（4）上述實驗中，小紅用5Ω電阻做完實驗后，斷開開關(guān)再將10Ω電阻接入電路，閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)________（選填“大于”、“等于”或“小于”）．接下來的操作是________．
（5）為完成整個實驗，應(yīng)該選取下面哪只滑動變阻器________
A.50Ω　 1.5A　　 B.50Ω　 0.5A　 C.20Ω　 1.5A　 D.20Ω 0.5A
（6）小紅又將乙圖中的電阻R換成標有“3.8V”的小燈泡，圖丙是使該燈泡正常發(fā)光時的電流表的示數(shù)，則該燈泡的額定功率為________W．

Answer 1

解：
（1）電路中的最大電流I==0.6A，所以電流表的量程為0～0.6A，且與電阻串聯(lián)，如下圖所示：

（2）連好電路，閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)電壓表有示數(shù)，電流表無示數(shù)，則故障可能是電阻R斷路；
（3）探究電流與電阻的關(guān)系時，應(yīng)控制電阻R兩端的電壓不變，有表格中數(shù)據(jù)可知電阻兩端的電壓為3V，
故當R=15Ω時，I===0.2A；
（4）定值電阻由5Ω換為10Ω時，電路中的總電阻變大，根據(jù)歐姆定律可知電路中電流變小，滑動變阻器兩端的電壓變小，
根據(jù)串聯(lián)電路總電壓等于各分電壓之和可知，定值電阻兩端的電壓變大，即電壓表的示數(shù)變大；
為保持電壓表的示數(shù)不變，應(yīng)減小電路中的電流，增大滑動變阻器接入電路的電阻；
（5）由表格中數(shù)據(jù)可知，電路中的電流最大為0.6A＞0.5A，故BD規(guī)格的滑動變阻器不可選，
由表格中數(shù)據(jù)可知，電壓表的示數(shù)為3V，則滑動變阻器兩端的電壓6V-3V=3V，
根據(jù)串聯(lián)電路的特點可知，當定值電阻為25Ω時，滑動變阻器接入電路的電阻為25Ω＞20Ω，故A滑動變阻器可選、C不可選；
（6）電流表的量程為0～0.6A，分度值為0.02A，示數(shù)為0.2A，
該燈泡的額定功率P=UI=3.8V×0.2A=0.76W．
故答案為：
（1）如上圖所示；
（2）電阻R斷路；
（3）0.2；
（4）大于；調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片P，使電壓表的示數(shù)保持不變；
（5）A；
（6）0.76．
分析：（1）根據(jù)歐姆定律求出電路中的最大電流，然后確定電流表的量程，且電流表與電阻串聯(lián)；
（2）電壓表有示數(shù)說明其兩接線柱與電源之間是通路，電流表無示數(shù)說明電路斷路即電壓表并聯(lián)的部分斷路；
（3）探究電流與電阻的關(guān)系時，應(yīng)控制電阻R兩端的電壓不變，結(jié)合表格中的數(shù)據(jù)進行解答；
（4）定值電阻由5Ω換為10Ω時，電路中的總電阻變大，根據(jù)歐姆定律可知電路中電流的變化和滑動變阻器兩端的電壓變化，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點可知定值電阻兩端的電壓變化，進一步調(diào)節(jié)滑動變阻器使電壓表的示數(shù)不變；
（5）由表格中數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)可知電路中的最大電流以及電壓表的示數(shù)，根據(jù)串聯(lián)電路的分壓特點可知滑動變阻器接入電路的最小阻值，據(jù)此即可判斷滑動變阻器的規(guī)格；
（6）根據(jù)電流表的量程和分度值讀出電流表的示數(shù)，利用P=UI求出該燈泡的額定功率．
點評：本題考查了電流表量程的選擇和連接、滑動變阻器的正確使用、電路的動態(tài)分析、滑動變阻器規(guī)格的選擇、電流表的讀數(shù)以及電功率的簡單計算，涉及的知識點較多，綜合性較強；會根據(jù)電路中的最大電流確定電流表的量程和靈活的運用串聯(lián)電路的特點、歐姆定律以及控制變量法的應(yīng)用是解決本題的關(guān)鍵．