Question

12．某小组同学用图甲的电路图探究欧姆定律，实验中他们所用的定值电阻分别是5Ω、10Ω、15Ω，电源电压为4.5V．

（1）在探究“电阻上的电流跟两端电压的关系”时，选用了某一定值电阻，连接电路闭合开关后，移动变阻器的滑片P，当电流表的示数是0.28A时，电压表的示数如图乙，这时定值电阻两端的电压是2.8V，
（2）在探究“电阻上的电流跟电阻的关系”时，把定值电阻由5Ω换成10Ω，闭合开关后，下一步的操作是：将变阻器的滑片P向右（填“左”或“右”）移动，目的是保持定值电阻两端电压不变．
（3）探究结束后，该组同学又利用图甲所示的电路图测量小灯泡的电功率，他们把定值电阻换成额定电压为3.8V、电阻约为10Ω的小灯泡．
①请帮该组同学将图丙的实物电路连接完整．
②闭合开关后，发现电压表示数接近电源电压，电流表指针有明显偏转，移动变阻器的滑片，两表示数均不变，原因可能是滑动变阻器短路．
③问题解决后，闭合开关，改变变阻器滑片P的位置，当电压表的示数是3.8V时小灯泡正常发光，此时灯泡的电功率等于（填“大于”、“小于”或“等于”）它的额定功率．

Answer 1

分析 （1）根据图乙所示电压表及电源电压确定电压表量程及分度值，读出电压表示数；
（2）当将电阻由5Ω更换为10Ω后，定值电阻阻值变大，定值电阻分压变大，滑动变阻器分压变小，为保证电阻两端电压不变，应移动滑动变阻器滑片，使滑动变阻器接入电路的阻值变大，使定值电阻两端电压保持不变；
（3）①由电路图可知，滑动变阻器应串联接入电路，电压表应并联在灯泡两端；
②电流表指针有明显偏转，说明电路电阻较小，可能是灯泡短路或滑动变阻器接入电路的阻值为零造成的；电压表示数接近电源电压，说明与电压表并联的灯泡不存在短路，灯泡之外电路存在短路，由此可知，电路故障是滑动变阻器接入电路的电阻为零（短路）造成的；
③当灯泡电压等于额定电压时，灯泡正常发光，灯泡实际功率等于额定功率．

解答 解：（1）电源电压为4.5V，则电阻电压即电压表示数不大于4.5V，如果电压表量程是0～15V，则电压表分度值是0.5V，电压表示数是14V＞4.5V，则电压表量程不是0～15V，电压表量程应是0～3V，分度值是0.1V，电压表示数是2.8V；
（2）定值电阻由5Ω更换为10Ω后，定值电阻分压变大，大于原来的电压，为保持定值电阻两端电压不变，由电路图甲可知，应向右移动滑动变阻器滑片，增大滑动变阻器接入电路的阻值，增大滑动变阻器的分压，使定值电阻两端电压减小，保持定值电阻两端电压不变；
（3）①灯泡额定电压是3.8V，电压表应选0～15V量程，滑动变阻器串联接入电路，电压表与灯泡并联，电路图如图所示；

②电压表示数接近电源电压，电流表指针有明显偏转，移动变阻器的滑片，两表示数均不变，原因可能是滑动变阻器同时接上面两个接线柱，滑动变阻器短路，接入电路的阻值为零造成的；
③当与灯泡并联的电压表示数等于灯泡额定电压3.8V时，灯泡正常发光，灯泡功率等于额定功率．
故答案为：（1）2.8；（2）右；保持定值电阻两端电压不变；（3）①见上图；②滑动变阻器短路；③3.8；等于．

点评 本题考查了电压表读数、滑动变阻器的调节、连接电路图、电路故障分析等问题，是实验的常考问题，一定要掌握；实验中应用了控制变量法，要注意掌握应用；应知道用电器在额定电压下能正常工作，用电器正常工作时，实际功率等于额定功率．