Question

【题目】小吴同学利用四个定值电阻（5Ω、10Ω、15Ω、20Ω）、规格为“15Ω 1A”的滑动变阻器、电源（电压为4.5V）、电压表、电流表、开关和导线等器材，进行了“探究电流与电压、电阻关系”的实验：

(1)小吴选择10Ω的定值电阻，连接了如图甲所示的电路，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，电流表示数_____，电压表示数_____（两空选填“改变”或“不变”）。经检查发现电路中有一根导线连接错误，请在该导线上打“×”，并将电路连接正确；

（______）

(2)排除故障后，闭合开关，调节滑片到适当位置，电流表示数如图乙所示，此时电压表示数为_____V。然后小吴就得出“电阻一定，电流与电压成正比”的结论，这一过程所存在的问题是_____；

(3)小吴利用以上器材继续“探究电流与电阻的关系”，他将控制电压设为2.5V，分析发现无法完成探究，于是他想在电路中再串联一个定值电阻来解决，则应串联一个阻值在_____Ω至_____Ω之间的电阻，才能使四个电阻分别接入电路都能完成实验；

(4)实验结束后，小昊又设计了一个方案测量额定电压为2.5V小灯泡的额定功率，电路如图丙所示（电源电压为7V，R0的阻值为10Ω），请你完成下面的实验步骤：

①开关S、S1闭合，S2断开，调节滑动变阻器的滑片，使电压表示数为_____V，小灯泡正常发光；

②保持滑动变阻器的滑片位置不动，开关S、S2闭合，S1断开，此时电压表示数为3V；再将滑动变阻器的滑片调到最_____（选填“左”或“右”）端，此时电压表示数为5V，电路中的电流为_____A；

③小灯泡的额定功率为_____A。

Answer 1

【答案】改变 不变 2 只测一组数据无法得出普遍结论 1 4 4.5 右 0.2 0.75

【解析】

(1)[1][2][3]小吴选择10Ω的定值电阻，连接了如图甲所示的电路，则电阻与电压表被短路了，电流表与变阻器串联，故闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，电流表示数改变，电压表示数不变（为0）；电流表应与电阻串联，电压表与电阻并联，改正后如下所示：

(2)[4][5]排除故障后，闭合开关，调节滑片到适当位置，电流表示数如图乙，电流表选用小量程，分度值为0.02A，电流为0.2A，由欧姆定律，此时电压表示数为

小吴就得出“电阻一定时，电流与电压成正比”的结论，这一过程所存在的问题是：只测一组数据无法得出普遍结论。

(3)[6][7]为保证每次都能将接入的定值电阻两端电压调为2.5V，根据串联电路电压的规律，变阻器分得的电压为

当接入20Ω的电阻时，根据分压原理，变阻器连入电路中的电阻

而变阻器的最大电阻为15Ω，将变阻器与视为一个整体，故的最小值

当接入5Ω的定值电阻时，同理，变阻器连入电路中的电阻

将变阻器与视为一个整体，当变阻器连入电路中的电阻为0时，= 4Ω即可；故为保证每次都能将接入的定值电阻两端电压调为2.5V，应在电路中再串联一个阻值范围为1至4Ω的电阻。

(4)[8][9] [10][11]①开关S、S1闭合、S2断开，调节滑动变阻器滑片，使电压表示数为4.5V时，灯泡正常发光；

②保持滑动变阻器位置不动，开关S、S2闭合、S1断开，此时电压表示数为3V；再将滑动变阻器滑片调到最右端，此时电压表示数为5V，根据串联电路电压的规律，定值电阻的电压为

由欧姆定律，电路中的电流为

③在②中，因变阻器接在滑片上，故电流经变阻器的全部电阻丝后经定值电阻回到电源负极，故在移动滑片过程中，电路中的电流不变，电压表测滑片以左电阻丝的电压；故当电压表示数为3V时，由欧姆定律，变阻器连入电路的电阻

由欧姆定律，在①中，灯正常发光时灯的电流为

小灯泡的额定功率为