题目内容
5．
某实验小组在探究欧姆定律时，采用了如图所示的电路图，实验中他们选用的定值电阻分别是6Ω、8Ω、10Ω，电源电压是3V，滑动变阻器的阻值范围是0～15Ω．（1）他们在探究某一因素变化对电流的影响时，采用控制变量法实验分两步进行：
①保持电阻不变，探究电流与电压的关系；
②保持电压不变，探究电流与电阻的关系；
（2）实验中电流表的量程应选0～0.6A，电压表的量程应选0～3V；
（3）在研究电阻对电流的影响时，把定值电阻由6Ω换成10Ω，闭合开关后，下一步的操作是：调节滑动变阻器的滑片，保持定值电阻两端电压不变．
（4）该小组的同学在完成上述实验后，把定值电阻改成小灯泡，然后测量小灯泡的电阻，得到的三组数据如表所示，请你将表中的空白格补上．
| 实验次数 | 1 | 2 | 3 |
| 电压/V | 1.5 | 2.0 | 2.5 |
| 电流/A | 0.23 | 0.27 | 0.3 |
| 电阻/Ω | 6.5 | 7.4 | 8.3 |
| 灯泡亮度 | 暗 | 较亮 | 亮 |
分析 （1）电流的大小与电压和电阻有关，所以我们在探究其中一个因素变化对电流的影响时，必须保持另一个因素不变，这就是控制变法；
（2）因为电源电压为3V，电压表使用小量程即可；定值电阻最小为6Ω，利用欧姆定律可知电路中的最大电流为0.5A，电流表用小量程即可；
（3）在研究电阻对电流的影响时，更换电阻后电阻两端的电压会随之变化，为了控制变量，要调节滑动变阻器的滑片保持电阻两端的电压不变；
（4）由表格可知灯泡两端的电压和通过的电流，根据欧姆定律求出实验三中灯泡的电阻；
（5）导体电阻大小跟导体的长度、横截面积、材料、温度有关，灯丝电阻受温度影响比较大．
解答 解：
（1）电流的大小与导体两端的电压和导体的电阻有关，在探究某一因素变化对电流的影响时，采用控制变量法：
①保持电阻不变，探究电流与电压的关系；
②保持电压不变，探究电流与电阻的关系．
（2）因为电源电压为3V，电压表0～3V；
定值电阻最小为5Ω，利用欧姆定律可知电路中的最大电流为I=$\frac{U}{R}$=$\frac{3V}{6Ω}$=0.5A，电流表用0～0.6A的量程．
电源电压是3V，故电压表的量程是小量程，即0～3V；
（3）把定值电阻由5Ω换成10Ω，定值电阻两端的电压变大，为了控制电压不变，下一步的操作是调节滑动变阻器的滑片，保持定值电阻两端的电压不变．
（4）实验3中灯泡的电阻R=$\frac{{U}_{3}}{{I}_{3}}$=$\frac{2.5V}{0.3A}$≈8.3Ω．
（5）灯丝电阻在长度、横截面积、材料一定时，灯丝的电阻与温度有关，温度越高电阻越大或灯丝的电阻与温度有关或温度越高电阻越大．
故答案为：
（1）①电压；②电阻；（2）0～0.6，0～3；（3）定值电阻两端的电压；
（4）8.3；（5）灯泡电阻受温度的影响，即随着温度的升高而增大．
点评 本题考查了电表量程的选择、滑动变阻器的使用、欧姆定律的简单计算等，关键是控制变量法在探究欧姆定律中的应用以及知道灯丝的电阻随着温度的升高而增大．
小明在“测小车的平均速度”的实验中，设计了如图的实验装置：小车从带刻度（分度值为1cm）的斜面顶端由静止下滑，图中的方框是小车到达A，B，C三处时电子表的显示：（1）小明为了探究通过导体的电流跟电阻的关系，设计了如图1所示的电路．
①请用笔画代替导线完成图1电路的连接；
②小明看到了邻组同学在闭合开关后，电流表的指针偏向“0”刻度线的左侧，原因是电流表正负接线柱接反了；
③如果小明连接电路时接入的电阻为5Ω，控制电阻两端的电压为2V，那么将5Ω的电阻换成10Ω的电阻时，应将滑动变阻器的滑片向左端调节，使电压表示数为2V；把10Ω的电阻换成20Ω的电阻，无论怎样调节滑片都无法使电压表示数调到控制值，说明她选择的滑动变阻器最大阻值太小；
④更换器材后，重新实验，将数据记录在表格中，分析实验数据可得出：当电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成反比．
| 电压U/V | 2 | ||
| 电阻R/Ω | 5 | 10 | 20 |
| 电流I/A | 0.4 | 0.2 | 0.1 |
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小灯泡断路；
②排除故障，继续实验．如图2甲所示是某次实验电流表的示数为0.1A．最后根据实验数据画出I-U图象（如图2乙）．根据图象求出小灯泡正常发光时的功率为0.625W；
③通过分析I-U图象，发现小灯泡的电阻随电压升高逐渐变大，其原因是灯丝电阻随温度升高而增大．
（3）完成上述实验后，小明又重新设计了电路（如图2丙），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（已知电源电压为U）．
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，调节滑动变阻器R1的滑片使电流表示数为I1；再将滑动变阻器R2的滑片调到最左端，读出电流表的示数为I2；此时R1接入电路的电阻为$\frac{U}{{I}_{2}}$（用物理量的符号表示）．
③则小灯泡的额定功率表达式为P额=$\frac{U{{I}_{1}}^{2}}{{I}_{2}}$．（用物理量的符号表示）
小明和小强在探究“电流与电压和电阻的关系”实验（1）小明探究“电流与电压的关系”，该实验中滑动变阻器的作用除了保护电路外，其作用主要是改变电阻两端的电压．
（2）在研究电流与电阻关系时，先用5Ω的定值电阻进行实验，使电压表的示数为3V，再换用10Ω的定值电阻时，某同学没有改变滑动变阻器滑片的位置，合上开关后，电压表的示数将大于3V（选填“大于”、“小于”或“等于”）．此时应调节滑片，使电压表的示数为3V．
（3）整个实验中数据记录在表一和表二中；且最后一次电流的大小如图2电流表所示示数，请读出电流值并填在表二中的空格处．
表一
| R=5Ω | 电压/V | 1.0 | 2.0 | 3.0 |
| 电流/A | 0.2 | 0.4 | 0.6 |
| U=3V | 电阻/Ω | 5 | 10 | 15 |
| 电流/A | 0.6 | 0.3 |
