Question

【题目】小华利用如图23所示的电路，探究电压一定时，电流通过导体所消耗的功率与导体电阻的关系．他使用的器材有：满足实验要求的可调电压的学生电源、阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω、30Ω的定值电阻若干、“15Ω　lA”的滑动变阻器、电流表、电压表和开关各一只，导线若干． 以下是小华的几个主要实验操作步骤：
①按图连接电路，电路中接入的定值电阻R的阻值为5Ω，闭合开关S，调节滑动变阻器滑片P，当电压表的示数U为2V时，读出电流表的示数I，将R、U、I值记录在实验数据记录表中．
②用10Ω电阻替换5Ω电阻接入电路，闭合开关S后发现电压表示数大于2V，调节滑动变阻器的滑片P，当电压表示数U为2V时，读出电流表的示数I，将R、U、I 值记录在实验数据记录表中．
③仿照步骤②，用15Ω电阻替换10Ω电阻接入电路进行实验，发现无论怎样调节滑动变阻器的滑片P，电压表的示数始终大于2V．

请根据以上叙述回答下列问题：
（1）在步骤②中，为使电压表的示数由大于2V减小到2V，小华应向端调节滑片（选填“A”或“B”）．
（2）出现步骤 ③中所述现象的原因可能是（选填选项前的字母，至少有一个选项正确）
A.电源电压低
B.电源电压高
C.滑动变阻器最大阻值太大
D.滑动变阻器最大阻值太小
（3）针对步骤③中出现的问题，怎样改进才能完成该实验，请写出你的办法： ．

Answer 1

【答案】
（1）A
（2）BD
（3）降低电源电压；（或换用阻值大的滑动变阻器或把控制电压改为2V以上或增大定值电阻R值）
【解析】解：（1）用10Ω电阻替换5Ω电阻接入电路，闭合开关S后发现电压表示数大于2V，因要保持电压表示数不变，根据串联电路电压的规律，就要增大变阻器的电压，由分压原理，要增大变阻器连入电路中的电阻大小，向A移动滑动变阻器的滑片P，当电压表示数U为2V；（2）当用15Ω代替10Ω的电阻时，由分压原理，电压表示数变大，要减小电压表示数，类似（1）知，应增大变阻器连入电路中的电阻大小，当把滑动变阻器阻值全部接入电路时，定值电阻两端电压仍大于2V，根据分压原理， ，由串联电路电压的规律，变阻器的电压为U滑=U﹣UR ， 即 ， = …Ⅰ，因UR增大，由Ⅰ式，在U不变的情况下，等式左边减小，在R不变的情况下，是因为变阻器的最大阻值太小；或在R滑、R不变的情况下，等式右边大小不变，UR变大，是因为电源电压U太高的原因，所以原因是滑动变阻器的最大电阻太小或电源电压太高；故BD符合题意；（3）由Ⅰ式，要减小UR ， 在U、R不变的情况下，应增大R滑即增大变阻器的最大阻值，或在R、R滑的不变，要减小UR ， 可减小电源电压U；或如果保持变阻器的最大阻值不变，即在R滑较小的情况下，当U、R不变时，右边值变小，可增大UR的值；或在U、R滑不变的情况下，增大定值电阻R的值；能完成实验，可以控制定值电阻两端的电压高一些，或使用电压小一些的电源、或使用最大阻值更大的滑动变阻器、增大定值电阻R值．所以答案是：（1）A；（2）BD；（3）降低电源电压；（或换用阻值大的滑动变阻器；或把控制电压改为2V以上；或增大定值电阻R值）
【考点精析】根据题目的已知条件，利用探究用电器的电功率实验的相关知识可以得到问题的答案，需要掌握测量小灯泡功率的实验中滑动变阻器的作用：（1）保护电路（2）改变灯泡两端的电压，进行多次测量．