Question

20．小芳为了探究“通过导体的电流与导体两端电压的关系”，设计了如图所示的电路图（电源电压6V恒定，电阻R一定，滑动变阻器有两个规格分别是（R₁“20Ω、1A”；R₂“60Ω、0.5A”）．所得数据如表中所示：

电压/V	1	2	2.5
电流/A	0.1	0.2	0.25

（1）为了完成实验，应选用滑动变阻器R₂连入电路（选填“R₁”或“R₂”）
（2）为了使结论具有普遍性，做完上述3次实验后，小芳的下一步操作应当是换用阻值不同的电阻再做实验．
（3）小芳还想用此电路测定小灯泡的额定功率，于是他在第3次测量的基础上（保持滑动变阻器的滑片位置不动）将电阻R换成一只额定电压为2.5V的小灯泡（阻值约为6Ω）．闭合开关S后，小灯泡发光，但比正常发光时暗（选填“亮”或“暗”），接着他应向左（选填“左”或“右”）移动滑片，才能使小灯泡正常发光．

Answer 1

分析 （1）当电路中电流最小时，滑动变阻器接入电路的阻值最大，根据串联电路电压规律和欧姆定律求出滑动变阻器的最大阻值，然后进行判别；
（2）为使结论更具普遍性，应换用阻值不同的电阻再做实验，看是否得出相同结论；
（3）根据表中实验数据，由欧姆定律求出电阻阻值，根据定值电阻阻值与灯泡电阻的关系，根据串联电路特点判断把电阻换成灯泡后灯泡两端电压与定值电阻的关系，然后判断灯泡亮度如何变化；根据电路图判断滑片的移动方向．

解答 解：（1）根据表中数据可知，电路中的电流为0.1A，定值电阻两端电压为1V，则滑动变阻器两端的电压为U=6V-1V=5V，滑动变阻器的阻值为R=$\frac{U}{I}$=$\frac{5V}{0.1A}$=50Ω，故应选用滑动变阻器R₂；
（2）为了使结论具有普遍性，做完上述3次实验后，小芳的下一步操作应当是换用阻值不同的电阻再做实验；
（3）电阻阻值R=$\frac{{U}_{1}}{{I}_{1}}$=$\frac{1.0V}{0.1A}$=10Ω＞6Ω，电阻阻值大于灯泡电阻，用灯泡替换电阻后，阻值变小，灯泡分压变小，小于2.5V，即小于灯泡额定电压，故灯泡实际功率小于其额定功率，灯泡亮度比正常发光时暗；由电路图可知，应向左移动滑片，才能使小灯泡正常发光．
故答案为：（1）R₂；（2）换用阻值不同的电阻再做实验；（3 ）暗；  左．

点评 本题是探究电流与电压关系的实验，考查了电路的连接、实验数据的分析，考查全面，难度适中．