Question

小红利用如图甲所示的电路探究“电流与电阻的关系”．已知电源电压为6V且保持不变，实验用到的电阻R的阻值分别为25Ω、20Ω、15Ω、10Ω．

（1）请根据图甲，用笔画线代替导线将图乙所示的实物电路连接完整．
（2）连好电路，闭合开关，发现电压表有示数，电流表无示数，则故障可能是______．
（3）实验中多次改变电阻R的阻值，调节滑动变阻器的滑片使电压表示数不变，记下电流表的示数，得到电流I随电阻R变化的实验记录表，请你在空白处填写对应的数据．

实验次数	定值电阻R/Ω	电流表示数I/A
1	5	0.6
2	10	0.3
43	15	______
4	20	0.15
5	25	0.12

（4）上述实验中，小红用5Ω电阻做完实验后，断开开关再将10Ω电阻接入电路，闭合开关，发现电压表示数______（选填“大于”、“等于”或“小于”）．接下来的操作是______．
（5）为完成整个实验，应该选取下面哪只滑动变阻器______
A.50Ω    1.5A     B.50Ω    0.5A   C.20Ω   1.5A    D.20Ω  0.5A
（6）小红又将乙图中的电阻R换成标有“3.8V”的小灯泡，图丙是使该灯泡正常发光时的电流表的示数，则该灯泡的额定功率为______W．

Answer 1

【答案】分析：（1）根据欧姆定律求出电路中的最大电流，然后确定电流表的量程，且电流表与电阻串联；
（2）电压表有示数说明其两接线柱与电源之间是通路，电流表无示数说明电路断路即电压表并联的部分断路；
（3）探究电流与电阻的关系时，应控制电阻R两端的电压不变，结合表格中的数据进行解答；
（4）定值电阻由5Ω换为10Ω时，电路中的总电阻变大，根据欧姆定律可知电路中电流的变化和滑动变阻器两端的电压变化，根据串联电路的电压特点可知定值电阻两端的电压变化，进一步调节滑动变阻器使电压表的示数不变；
（5）由表格中数据的数据可知电路中的最大电流以及电压表的示数，根据串联电路的分压特点可知滑动变阻器接入电路的最小阻值，据此即可判断滑动变阻器的规格；
（6）根据电流表的量程和分度值读出电流表的示数，利用P=UI求出该灯泡的额定功率．
解答：解：
（1）电路中的最大电流I==0.6A，所以电流表的量程为0～0.6A，且与电阻串联，如下图所示：

（2）连好电路，闭合开关，发现电压表有示数，电流表无示数，则故障可能是电阻R断路；
（3）探究电流与电阻的关系时，应控制电阻R两端的电压不变，有表格中数据可知电阻两端的电压为3V，
故当R=15Ω时，I===0.2A；
（4）定值电阻由5Ω换为10Ω时，电路中的总电阻变大，根据欧姆定律可知电路中电流变小，滑动变阻器两端的电压变小，
根据串联电路总电压等于各分电压之和可知，定值电阻两端的电压变大，即电压表的示数变大；
为保持电压表的示数不变，应减小电路中的电流，增大滑动变阻器接入电路的电阻；
（5）由表格中数据可知，电路中的电流最大为0.6A＞0.5A，故BD规格的滑动变阻器不可选，
由表格中数据可知，电压表的示数为3V，则滑动变阻器两端的电压6V-3V=3V，
根据串联电路的特点可知，当定值电阻为25Ω时，滑动变阻器接入电路的电阻为25Ω＞20Ω，故A滑动变阻器可选、C不可选；
（6）电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，示数为0.2A，
该灯泡的额定功率P=UI=3.8V×0.2A=0.76W．
故答案为：
（1）如上图所示；
（2）电阻R断路；
（3）0.2；
（4）大于；调节滑动变阻器的滑片P，使电压表的示数保持不变；
（5）A；
（6）0.76．
点评：本题考查了电流表量程的选择和连接、滑动变阻器的正确使用、电路的动态分析、滑动变阻器规格的选择、电流表的读数以及电功率的简单计算，涉及的知识点较多，综合性较强；会根据电路中的最大电流确定电流表的量程和灵活的运用串联电路的特点、欧姆定律以及控制变量法的应用是解决本题的关键．