Question

某小组同学用图甲的电路图探究欧姆定律，实验中他们所用的定值电阻分别是5Ω、10Ω、15Ω，电源电压为4.5V不变.

（1）在探究“导体中的电流跟两端电压的关系”时，选用了某一定值电阻，连接电路闭合开关后，移动变阻器的滑片P，当电流表的示数是0.28A时，电压表的示数如图乙所示，这时定值电阻两端的电压是    V，请帮助该小组设计一个记录实验数据的表格。
（2）在探究“导体中的电流跟电阻的关系”时，控制定值电阻两端电压3V不变，选用的电阻是5Ω、 10Ω、15Ω。把定值电阻由5Ω换成10Ω，闭合开关后，下一步的操作是：将变阻器的滑片P向      （填“左”或“右”）移动，目的是   。 若要完成整个实验，选择的滑动变阻器的最大阻值至少为  Ω.
（3）上述探究结束后，该组同学选择原来的电源和两只灯泡L₁“2.5V 0.3A”和L₂“3.8V 0.3A”，设计的电路如图丙所示，探究“电功率跟电流、电压的关系”。
①此实验设计是为了探究电功率与电压的关系，通过   判断来电功率的大小。
②为了探究电功率与电流的关系，小明认为，利用图丙电路只要通过移动滑动变阻器，改变电流观察灯L₁或L₂ 亮度的变化，即可得出结论。你认为小明做法   （选填“合理”或“不合理”），理由是  。

Answer 1

（1）2.8  表格如下：

实验次数	1	2	3	4	5	6
电压/V
电流/A

（2）右  使电阻两端电压保持不变   7.5
（3）①灯的亮度  ②不合理  没有保证灯泡的电压不变

试题分析：（1）电源电压为4.5V，则电压表量程不是0～15V，电压表量程应是0～3V，分度值是0.1V，电压表示数是2.8V；实验记录表如下：

实验次数	1	2	3	4	5	6
电压/V
电流/A

（2）定值电阻由5Ω更换为10Ω后，定值电阻分压变大，大于原来的电压，为保持定值电阻两端电压不变，由电路图甲可知，应向右移动滑动变阻器滑片，增大滑动变阻器接入电路的阻值，增大滑动变阻器的分压，使定值电阻两端电压减小，保持定值电阻两端电压不变．
根据串联电路的特征：因为串联电路电流相等，根据，串联电路中电压的比等于电阻的比，所以电源为4.5V，保证电阻两端3V不变，电阻与滑动变阻器的电阻的比为2：1，当电阻为5Ω时，滑动变阻器为2.5Ω，当电阻为10Ω时，滑动变阻器为5Ω，当电阻为15Ω时，滑动变阻器为7.5Ω，所以滑动变阻器的最小阻值不能小于7.5Ω。
（3）①探究电功率与电压的关系，因为亮度越高，说明灯的实际功率越大，所以通过灯的亮度判断来电功率的大小；
②利用滑动变阻器改变灯泡中通过的电流，但是灯两端的电压不同，并且滑动变阻器滑片移动时，灯泡两端的电压和电流都在变化，无法控制电压不变或者说相等，根据控制变量法的思想，不能研究电流做功与电流的关系．
点评：本实验是初中物理的常考实验，要熟练掌握，如电压表读数、实验数据记录表格设计、滑动变阻器的调节、连接电路图、电路故障分析等问题。