题目内容
【题目】在“探究电流与电阻的关系实验”中电源电压恒为6V，3个定电阻R1（5Ω），R2（10Ω），R3（20Ω），滑动变阻器标有“30Ω 1A“字样：
(1)设计并正确连接如图甲的电路，把定值电阻R1接入图甲中的A、B两点之间，将滑动变阻器的滑片移到最右端，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，由图乙可知，调节后电压表的示数为_________V；
(2)用R2直接替换R1，如果保持滑动变阻器滑片的位置不变，闭合开关，电压表示数将_________ （选填“变大”、“变小”或“不变”）。这时，需要将滑动变阻器滑片______，直到电压表示数达到要求的值。在使用定值电阻R1和R2进行实验过程中，读取电流表示数时，滑动变阻器消耗的电功率之比是_________；
(3)使用R3进行实验时，发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片，都不能使R2两端的电压为2V。为使R3两端的电压仍然为2V，你可以更换最大阻值更_________ （选填“大”或“小”）的滑动变阻器或者换用电源电压更_________（选填“大”或“小”）的电源；
小明按照如图丙所示的电路图连接好电路，测量一只额定电压为2.5V的灯泡的电功率，可选用滑动变阻器的规格“1.5A 50Ω”和“2.0A 20Ω”，实验数据和现象如表：
实验次数 | 电压表示数/V | 电流表示数/A | 灯泡亮度 |
1 | 1 | 0.2 | 较暗 |
2 | 2.5 | 正常发光 | |
3 | 6 | 0 | 不发光 |
(4)第3次实验电流表示数为零是因为_________ ，上面实验中他选用的滑动变阻器规格为_________；
(5)由于小明粗心大意，没有记录灯泡正常发光时电流表的示数，于是他根据第一次实验数据计算出灯泡电阻5Ω，再计算出灯泡两端电压为2.5V时的功率1.25W。而同组小华认为灯泡的额定功率应小于1.25W，作出这样判断的依据是_________。
【答案】2 变大 向右端移动 2∶1 大 小 灯断路 1.5A 50Ω 灯在2.5V时的电阻大于5Ω
【解析】
(1)[1] “探究电流与电阻的关系实验”要保证定值电阻两端电压不变，根据图乙中4个点的坐标，由
可知调节后电压表的示数为
UV=IR=0.4A×5Ω=2V
(2)[2] 根据串联分压原理可知，用R2直接替换R1，电阻增大，其分得的电压增大，电压表示数大于2V。
[3]探究电流与电阻的实验中应控制电压不变，应保持电阻两端的电压不变，根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压，由分压原理，应增大滑动变阻器连入电路中的电阻，所以滑片应向右端移动，使电压表的示数为2V。
[4]由图乙可知接R1（5Ω）时电路电流为0.4A，接R2（10Ω）时电路电流为0.2A，因为实验中要保证每次分压相同，因此两次实验时滑动变阻器分得的电压相同，由
可得
(3)[5][6]由题意知，滑动变阻器两端的电压应为
U滑=6V-2V=4V
当将20Ω的定值电阻接入电路时，根据串联分压特点可知
即
解得R滑=40Ω＞30Ω，故滑动变阻器的最大阻值偏小，无论怎样移动滑片都不能满足电压表示数为2V。若电源电压太高，则定值电阻两端分担的电压较大，会大于2V，不能完成实验，所以，应更换最大阻值更大的滑动变阻器或者换用电源电压更小的电源。
(4)[7]由表格数据可知，电压表示数等于电源电压，电流表无示数，说明小灯泡断路，电压表直接串联在电路中。
[8]由表中第1组数据，根据欧姆定律灯和串联电路的规律，此时变阻器连入电路的电阻
故选用“1.5A 50Ω”的变阻器。
(5)[9] 第1次实验数据计算出灯泡电阻为5Ω，当灯泡两端电压增大时，通过灯的电流也变大，根据P=UI，灯的功率变大，灯丝温度升高，故灯丝电阻增大，即当灯的电压为2.5V时，此时灯的电阻应大于5Ω，再计算出灯泡两端电压为2.5V时的功率
此时计算的额定功率偏大，即灯泡的额定功率应小于1.25W。
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