题目内容
【题目】小明利用如图甲所示的电路探究“电流与电阻的关系”，已知电源电压U为6V且保持不变，实验用到的电阻R的阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω．
(1)按照图甲电路，用笔画线代替导线将图乙实物电路连接完整．
（______）
(2)开始实验，改变R的阻值，调节滑动变阻器，使电压表示数保持不变，记下电流表的示数，得到如图丙所示的电流I随电阻R变化的关系图像．
①小明将5Ω的电阻接入电路，闭合开关，发现电流表有示数，电压表无示数，电路中的故障可能是_____．
②排除故障，小明将5Ω定值电阻更换为10Ω定值电阻再闭合开关，他们应该将滑动变阻器的阻值调_____(选填“大”或“小”)直到电压表示数为_____V，再记录电流表示数。
③观察图像丙可知，小明选用的滑动变阻器最大阻值至少为_____Ω．
④由图像丙可以得出的结论是_____．
(3)完成上述实验后，小明又利用上述部分器材重新设计了电路(增加了一个开关)如图丁所示，测量另一只小灯泡的额定功率，已知这只小灯泡正常工作的电流为I1．请完成实验步骤：
①只闭合开关S1，移动滑动变阻器R2的滑片，_____；
②只闭合开关S2，_____，读出电流表的示数为I2；
③则小灯泡的额定功率表达式为P额=_____．(已知电源电压U，用已知物理量符号表示)
【答案】
R短路 大 2.5 35 当电压一定时，电流与电阻成反比例 使电流表示数为I1 保持滑动变阻器R2的滑片不动 I12(
-
)或I1(U-
)或UI1-
【解析】
（1）滑动变阻器按一上一下的原则串联在电路中，所以应将滑动变阻器的上方接线柱相连组成电路，根据电路图电压表与电阻R并联，如下图所示：
（2）①小明将5Ω的电阻接入电路，闭合开关，发现电流表有示数，说明电路是通路，电压表无示数，说明无电流通过电压表，电路中的故障可能是电阻R短路；
②在用10Ω电阻替换5Ω电阻后，由于10Ω电阻两端的电压变大，所以应增大滑动变阻器接入电路中的电阻，减小电路中的电流，使电压表的示数达到2.5V；
③根据串联电路分压的知识，当电阻R=25Ω时，滑动变阻器的阻值最大，由图象知，此时电路中的电流为0.1A；由I=
得，R总=
=
=60Ω，所以R滑=R总R=60Ω25Ω=35Ω；
④分析图丙图象，曲线上每点对应的电流和电阻的乘积都等于2.5V，由此得出结论：电压一定时，导体中的电流与电阻成反比；
（3）完成上述实验后，小明又利用上述部分器材重新设计了电路(增加了一个开关)如图丁所示，测量另一只小灯泡的额定功率，已知这只小灯泡正常工作的电流为I1，请完成实验步骤：
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；此时电路总电阻R总=RL+R2=；
②只闭合开关S2，保持滑动变阻器滑片位置不变，读出电流表的示数为I2；此时滑动变阻器的阻值R2=；
③小灯泡额定功率的表达式P额=I12RL=I12(-)，或P额=I1(U-)，或P额=UI1-。
