Question

【题目】在“探究导体的电流跟电阻的关系”实验中，老师提供的器材有：电源（电压恒为3V），电流表、电压表和开关各一个，五个定值电阻（5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、30Ω，50Ω），滑动变阻器（规格是“20Ω，2A”），导线若干。

（1）图甲是小明连接的实物电路，图中有一根导线连接错误，请你在连接错误的导线上打“×”并补画出正确的连线_________ 。

（2）在开关闭合前，应将滑动变阻器的滑片滑至最_____（选填“左”或“右”）端。

（3）电路连接无误后，闭合开关，小明先后将5Ω和10Ω的电阻分别接入电路，移动滑片P进行了二次实验，数据如图乙表格所示。小明紧接着再将20Ω的定值电阻替换10Ω的电阻后，直接读出电流表示数示为______A．

（4）小明为了使实验能继续顺利进行，还可以使用的定值电阻有_________。（写出具体的电阻值，多写少写都不给分）

（5）小明将电阻换成标有“2.5V”字样的小灯泡，测量其不同电压下的电功率．

①正确连接电路，闭合开关，发现小灯泡不亮，电压表有示数，电流表指针几乎不动，产生这种现象的原因是_____；

②排除故障，继续实验,根据实验数据画出I﹣U图像（如图丙）．由此可求出小灯泡正常发光时的功率为__W；

（6）完成上述实验后，小明又利用上述器材重新设计了电路（增加了一个滑动变阻器）如图丁，测量另一个小灯泡的额定功率，这个小灯泡正常工作的电流为I1．请完成实验步骤．

①只闭合开关S1，移动滑动变阻器R2的滑片，使电流表示数为I1；

②只闭合开关S2，保持滑动变阻器R2的滑片位置不变，移动滑动变阻器R1的滑片，使电流表示数为I1；再_____________________，读出电流表的示数为I2；

③则小灯泡的额定功率表达式为P额=_____．

Answer 1

【答案】 略： 右 0.12 15，30 灯泡断路 0.1 调节R1 3I12 /I2

【解析】（1）电压表应并联在定值电阻两端，而不是电键的两端，如下图所示

（2）为保护电路，闭合开关前，滑动变阻器连入电路中的电阻最大，即滑动变阻器处于右 的位置；

（3）由表格数据知道，通过移动滑片P进行了二次实验，都保证了定值电阻两端的电压为2V，根据串联电路中总电压等于各分电阻两端电压之和可知：滑动变阻器两端的电压为U滑 =U-U1 =3V-2V=1V，所以滑动变阻器连入的阻值R滑 =U滑/I=1V/0.2A=5Ω；当将20Ω的定值电阻替换10Ω的电阻后，由于没有移动滑动变阻器的滑片；则此时总阻值为R总 =R′+R滑 =20Ω+5Ω=25Ω；所以电流表示数为：I′=U/R总=3V/25Ω=0.12A；

（4）在定值电阻两端电压保持2V的情况下，探究导体的电流跟电阻的关系，小明为了使实验能继续顺利进行，还可以使用的定值电阻有15Ω和30Ω，此时滑动变阻器都可以起到调节作用，当使用50Ω的定值电阻时，需要滑动变阻器接入电路的电阻为25Ω，已经超出滑动变阻器的最大值，故不可以选用；

（5）小明将电阻换成标有“2.5V”字样的小灯泡，①正确连接电路，闭合开关，发现小灯泡不亮，电压表有示数，电流表指针几乎不动，产生这种现象的原因是灯泡断路；

②排除故障，继续实验,根据实验数据画出I﹣U图像（如图丙）知道小灯泡正常发光时的电流是0.1A，故小灯泡正常发光时的功率为P=UI=2.5V×0.1A=0.25W

（6）②只闭合开关S2，保持滑动变阻器R2的滑片位置不变，移动滑动变阻器R1的滑片，使电流表示数为I1；再R1，读出电流表的示数为I2；

③则小灯泡的额定功率表达式为P额=3I12 /I2