Question

【题目】如图中小明用两节新的干电池、规格为“10Ω 1A”的滑动变阻器、开关等如图甲所示的器材进行“探究电流与电阻的关系”实验：

(1)请将图甲连接完整，要求滑动变阻器滑片向右移动时电阻变大；

（______）

(2)闭合开关后，小明发现，无论怎样调节滑动变阻器的滑片，电压表始终没有示数，电流表有示数，原因可能是定值电阻______（选填“断路”或“短路”）；

(3)排除故障后，先将5 Ω定值电阻接入电路，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，使电流表的示数如图乙所示，为______A。接着他又取下5 Ω的定值电阻，换成10 Ω 的定值电阻，闭合开关，应向______（选填“A”或“B”）端移动滑片。接着他又将定值电阻换成20Ω、25Ω的进行实验，实验数据记录在表格中。老师指出其中一组数据是拼凑的，你认为是第____组（选填实验序号）；

实验次数	1	2	3	4
电阻/Ω	5	10	20	25
电流/A		0.20	0.10	0.08

(4)完成实验后，小明又拿来一个已知额定电压为U额的小灯泡，设计了如图丙所示的电路图，已知电源电压恒为U，定值电阻的阻值为R0.请你帮他将实验步骤补充完整：

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

②________________________，保持滑动变阻器滑片位置不动，记录电压表示数为U滑；

③小灯泡额定功率的表达式P额＝________（用已知量和所测物理量符号表示）。

Answer 1

【答案】 短路 0.4 B 4 闭合S、S1，断开S2

【解析】

(1)[1] 滑动变阻器与电阻串联，要求滑片向右移动时，连入电路的电阻变大，所以应将滑动变阻器的A接线柱与开关的右接线柱相连，如下图所示：

(2)[2] 闭合开关，移动变阻器滑片P，发现电压表无示数，电路可有短路发生，而电流表有示数，说明与电压表并联的定值电阻发生短路路，所以故障原因可能是定值电阻短路。

(3)[3] 电流表的示数如图乙所示，电流表选用小量程，分度值为0.02A，示数0.4A。

[4] 小明同学首先将5Ω定值电阻接入电路，将滑片P滑到最大阻值处的B端，再闭合开关，调节滑片P，使电压表示数到达某一数值。

[5] 由表格中数据发现：电阻为原来的几倍，通过的电流为原来的几分之一，故在电压一定时，电流与电阻成反比，电阻与电流的乘积是一个定值。所以第4组数据是拼凑。

(4)[6][7]实验步骤：

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

②闭合S、S1，断开S2，保持滑动变阻器滑片位置不动，记录电压表示数为U滑；

在①中定值电阻短路，灯与变阻器串联，电压表测变阻器的电压，根据串联电路电压的规律，灯的电压为额定电压；在②中，灯短路，变阻器与定值电阻串联，根据串联电路电压的规律和分压原理有

在①中，由欧姆定律可知，通过滑动变阻器的电流即小灯泡的额定电流

小灯泡额定功率的表达式为