Question

如图所示，研究“电流跟电压、电阻关系”时，小明记录数据如下：



（1）上面两组同学在实验中都用了

 

法，通过总结表Ⅰ和表Ⅱ中数据可以得出的关系式是

 

．
（2）在第4、5、6次实验时，电路中滑动变阻器的作用是

 

，依次进行表Ⅱ中第4、5、6次实验的过程中，滑片P应向

 

（填“左”或“右”）滑动．
（3）将R换作额定电压为2.5V的小灯泡，当小灯泡正常工作时电流表示数如图所示，则通过小灯泡的电流是

 

A，小灯泡的额定功率为

 

W．

Answer 1

分析：（1）实验是为了研究电流与电压、导体电阻的关系，要用到控制变量法．认真把握数据中的异同点得出结论，将两个结论合二为一，即可得出欧姆定律，即关系式．
（2）在研究电流与电阻的关系时，就要控制导体两端的电压不变，如何控制定值电阻两端的电压不变，这就要用到滑动变阻器．（3）利用电流表的读数方法，读出此时的额定电流，然后用电功率的计算公式求出额定功率．

解答：解：（1）研究电流这个物理量与电压、导体电阻两个物理量的关系时，要用到控制变量法．
在表格1中，导体的电阻10Ω一定，导体两端的电压由1V到2V，增大为原来2倍，导体中的电流也有0.1A变为0.2A，也增大为原来的2倍，由此可知，导体中的电流与导体两端的电压成正比．
在表格2中，定值电阻两端的电压保持3V不变，电阻由5Ω变为原来的2倍：10Ω，导体中的电流也由0.6A变为原来的二分之一：0.3A．由此可知，导体中的电流与导体的阻值成反比．两个结论合在一起，就是欧姆定律，表达式为：I=

U

I

（2）由表格中的数据可知，导体的阻值在依次增大，其两端的电压就要改变，因此要用滑动变阻器来使定值电阻两端的电压不变．
在滑动变阻器的电阻值Rp不变的情况下，电路中由于将5Ω的定值电阻换成10Ω的定值电阻，使整个电路的电阻值R总增大．利用公式I=

U

R

可知，电路中的总电流I减小．此时滑动变阻器两端的电压Up=IRp，由于Rp不变，I减小，导致了Up的减小，而定值电阻两点之间的电压等于总电压减去滑动变阻器两端的电压，由于滑动变阻器两端的电压减小导致了定值电阻两点之间的电压增大，所以要减小定值电阻两点之间的电压U₂．根据公式U₂=IR₂可知，R₂为10Ω不变，只能减小电路中的电流，所以要使电路中的电阻增大，即滑片P向右端移动增大电阻．
（3）由题意知：U_额=2.5V  由于电流表选用的是0～0.6A的量程，结合指针的位置，可以得到此时电路中的电流为为额定电流，即I_额=0.3A．
∴P_额=U_额×I_额=2.5V×0.3A=0.75W
故答案为：（1）控制变量；I=

U

R

；
（2）控制R两端的电压不变；右
（3）0.3；0.75

点评：只有明确了滑动变阻器在此题中的作用，才能分析如何调节滑动变阻器．