Question

15．某兴趣小组的同学在进行电学实验时发现了一个有趣的元件，它有a、b两部分，a是一个定值电阻，b是一种特殊金属导体，封闭在一个透明的玻璃壳内，A、B、C是三个外露的接线柱．如图所示：

（1）请用笔画线代替导线将图中的电路连接成研究通过a的电流跟a两端电压关系的电路．
（2）根据实验测得的数据，描绘出a的U-I关系图象如图乙所示，则电阻R_a=10Ω．
（3）为了解b的特征（已知b的额定电压为4.5V），他们使用类似研究a的方法进行实验，测得数据后描绘出b的U-I关系图象如图丙所示．由图可知b的电阻随电压的增大而变大，其额定功率约为1.8W．

Answer 1

分析 （1）由于a是定值电阻，因此探究通过a的电流跟a两端电压关系时，需将滑动变阻器与a串联，电压表测量a两端电压，因此将电压表与a并联，滑动变阻器按“一上一下”的原则接线．
（2）从乙图中读出一组电压值和电流值，然后根据R=$\frac{U}{I}$即可求出其电阻值；
（3）根据图中的电压值和电流值，并结合R=$\frac{U}{I}$判断电阻随电压的变化情况；
已知b的额定电压，从丙图中读出b两端为额定电压时通过的电流，然后利用P=UI即可求出额定功率．

解答 解：（1）由于滑动变阻器已经将下面接线柱接入电路，因此选择上面任一接线柱使滑动变阻器与a串联，并且电压表并联在a两端；如图所示：

（2）从乙图中可以看出，当a两端电压为3V时，通过的电流为0.3A，则R_a=$\frac{3V}{0.3A}$=10Ω；
（4）由图象找出当b两端电压为2V、3V、5V时，通过灯丝的电流分别为0.3A、0.35A、0.41A，分别求出电阻：
R₁=$\frac{{U}_{1}}{{I}_{1}}$=$\frac{2V}{0.3A}$=6.67Ω，R₂=$\frac{{U}_{2}}{{I}_{2}}$=$\frac{3V}{0.35A}$=8.57Ω，R₃=$\frac{{U}_{3}}{{I}_{3}}$=$\frac{5V}{0.41A}$=12.20Ω；
由此可见b的电阻随电压的增大而变大；
从丙图中可以看出，当b两端电压为4.5V时，通过b的电流为0.4A，则b的额定功率：P=UI=4.5V×0.4A=1.8W．
故答案为：（2）10；（3）变大；1.8．

点评 本题考查电阻、电功率等的计算，关键是公式及其变形的灵活运用，难点是根据图象得出有用的数据解决问题，是中考的热点问题，在学习中要特别注意．