题目内容
【题目】学校实验室购买了一批额定电流为 0.3A 的小灯泡，小明利用其中一只小灯泡做“测量小灯泡电功率”的实验，实验中滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”，电流表（0~0.6A），电压表（0~3V）。
（1）如图所示，小明连好电路后，闭合开关，发现电压表的指针刚好满偏，电流表没有示数，仔细检查后，发现电路连接错误，请你在图中错误的导线上画“×”，并补上一条正确的导线。
（_________）
（2）改正错误后，闭合开关前，小明发现电流表的指针指在零刻度左侧，则可能的原因是：______。
（3）小明纠正错误后，闭合开关发现电压表示数为 0，电流表有示数，则电路中存在的故障可能是：______。
（4）移动滑片，当滑片位于某一位置时，电流表的示数为 0.2A，为使小灯泡正常发光，应该将滑片向______调节（选填“左”或“右”）。当小灯泡正常发光时，电压表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为______W，此时滑动变阻器接入电路中的阻值为_______Ω。
（5）测完小灯泡的功率后，小明想继续探究电流与电阻的关系，他将电源电压的值调整为 6V，把电流表的量程调整为 3A，将图中的小灯泡换为 5Ω、10Ω、20Ω、30Ω 的四个定值电阻，使定值电阻两端的电压一直为 U0 不变。前三个电阻接入电路并顺利完成实验后，当他把 30Ω 的电阻接入电路中时，无论如何调节滑片，都不能使电压表的示数达到 U0，则为完成实验，他可以采取的操作是_____
A．减小滑动变阻器的最大阻值 B．降低 U0 的值 C．降低电源电压的值
（6）要出现第（5）问中所描述的实验现象，小明在第（5）问中设定的电压值 U0 的取值范围是_______
【答案】
电流表没有调零 小灯泡被短路 右 0.72 2 B 2.4V～3V
【解析】
（1）实验电路中，要将电流表串联在电路中，电压表并联在灯泡两端；
（2）在使用电流表或电压表之前，要注意指针调零；
（3）电流表有示数，则没有发生断路，断路处电压为电源电压，其他地方电压为零；
（4）要使灯泡正常发光，通过灯泡的电流应等于其额定电流，若电流过小，则应减小滑动变阻器的阻值，即向右调节；读出电压表的示数，根据P=UI可计算出灯泡的额定功率；根据串联电路的分压特点求出滑动变阻器的电压，根据欧姆定律可求滑动变阻器的阻值；
（5）由串联电路特点分析电压的关系；
（6）“探究电流与电阻的关系”实验时，应控制不同值电阻的电压保持不变，电流表允许通过的最大电流为0.6A，在求定值电阻两端的最大电压时，应以最小的定值电阻为准；当选用最大的定值电阻30Ω时，且变阻器连入电路中的电阻最大时，电路中的电流最小，根据串联电路电流的特点，即通过定值电阻的最小电流，在求定值电阻两端的最小电压时，应以最大的定值电阻为准。
（1）滑动变阻器、小灯泡串联接入电路，电压表并联在小灯泡两端，电流表应串联在电路中，电路图如图所示：
（2）改正错误后，闭合开关前，小明发现电流表的指针指在零刻度左侧，则可能的原因是电流表没用调零；
（3）电流表有示数，说明电路不存在断路，而电压表无示数，说明与电压表并联部分发生短路即小灯泡被短路；
（4）移动滑片，当滑片位于某一位置时，电流表的示数为0.2A，为使小灯泡正常发光，达到额定电流0.3A，减小滑动变阻器的阻值，应该将滑片向右调节。当小灯泡正常发光时，电压表的示数如图乙所示，电压表量程0～3V，分度值0.1V，电压表示数为2.4V，则小灯泡的额定功率为：P=UI=2.4V×0.3A=0.72W；此时滑动变阻器的电压：U滑=U总-U=3V-2.4V=0.6V；根据欧姆定律滑动变阻器接入电路中的阻值为：
；
（5）测完小灯泡的功率后，小明想继续探究电流与电阻的关系，他将电源电压的值调整为6V，把电流表的量程调整为0.6A，将图中的小灯泡换为5Ω、10Ω、20Ω、30Ω的四个定值电阻，使定值电阻两端的电压一直为U0不变。前三个电阻接入电路并顺利完成实验后，当他把30Ω的电阻接入电路中时，无论如何调节滑片，都不能使电压表的示数达到U0，根据串联分压的原理可知，电阻变大分得的电压大于U0，滑动变阻器的电阻最大值较小，不能分去多余的电压，则为完成实验他可以采取的操作是降低U0的值，故选B；
（6）探究电流与电阻的关系”实验时，应控制不同电阻的电压保持不变，保证电路中各元件的安全，且用四个电阻都能顺利地完成实验：因电流表的量程为0-0.6A，所以电路中的最大电流为0.6A，当接入最小的电阻5Ω时，电压表示数即为允许的最大电压U大=R小I大=5Ω×0.6A=3V；因变阻器的最大阻值为30Ω，当变阻器电阻全部连入电路中时，若接入最大的电阻R大=20Ω，此时电路中的最小电流
，定值电阻的最小电压U小=I小R定大=0.12A×20Ω=2.4V，故小明在第（5）问中设定的电压值U0的取值范围是2.4V～3V。
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