Question

8．探究导体的电流与电阻的关系．

【实验器材】电源（电压恒为3V），电流表、电压表各一只，开关一个，三个定值电阻（5Ω、10Ω、20Ω），两个滑动变阻器（甲：l0Ω   2A；乙：20Ω    1A），导线若干．
【设计并进行实验】实验中两位同学商定电压表的示数保持2.5V不变．
（1）请你为他们选定一个合适的滑动变阻器：甲（选填“甲”或“乙”）．
（2）请你用笔画线代替导线把图的滑动变阻器正确接入电路中．
（3）小勇选用5Ω的电阻完成了实验，记录相关数据后断开开关．小明同学选用10Ω的电阻重新组装电路后，闭合开关，发现电压表的示数大于（选填“大于”、“小于”或“等于”）2V，此时 他应该移动滑动变阻器的滑片，直到电压表示数为2.5V，读取相关数据，完成实验．
【实验拓展】他们又找到一个额定电压为2.5V的 小灯泡，测量这个小灯泡的额定功率．实验时，要使小灯泡正常发光，应移动滑动变阻器的滑片使电压表的示数为2.5V，此时电流表的示数如图所示，在电流表读数方面，小勇和小明有了分歧，并且请了老师来帮忙读数．为此他们获得了三组数据，并进行了数据处理，如下表：

	电压表示数/V	电流示数/A	额定功率/W
小勇	2.5	0.319	0.798
小明	2.5	0.320	0.800
老师	2.5	0.318	0.795

在记录小灯泡的额定功率时，他们采用的方法是：p=$\frac{0.798W+0.800W+0.795W}{3}$=0.798W，正确（选填“正确”或“不正确”），其理由是多次测量求平均值可以减小误差．

Answer 1

分析 （1）由串联电路电压的特点结合分压原理确定变阻器的连入电路中的最小阻值；
（2）变阻器接线柱接一上一下的方法与开关和定值电阻串联接入电路；
（3）根据分压原理确定电压表示数的大小范围；研究电流与电阻的关系时，应控制电阻的电压不变；灯
在额定电压下的功率为额定功率，多次测量取平均值可减小误差．

解答 解：【设计并进行实验】
（1）电源电压为3V，电压表示数保持2.5V不变，则变阻器要分去3V-2.5V=0.5V的电压，根据分压原理，变阻器连入电路中的阻值为定值电阻的$\frac{0.5V}{2.5V}=\frac{1}{5}$，当定值电阻为20Ω，则变阻器的阻值至少为$\frac{1}{5}$×20Ω=4Ω，故选
“l0Ω   2A”的甲变阻器即可；
（2）变阻器接线柱接一上一下的方法与开关和定值电阻串联接入电路中，如下图所示：

（3）小勇选用5Ω的电阻完成了实验（此时电压表示数为2.5V），记录相关数据后断开开关．当小明同学选用
10Ω的电阻重新组装电路后，闭合开关，根据分压原理，定值电阻的电压大于2.5V，为控制电压大小不变，应移动变阻器的滑片，直到电压表示数为2.5V；
【实验拓展】灯在额定电压下的功率为额定功率，要使小灯泡正常发光，应移动滑动变阻器的滑片使电压表的示数为2.5V；在灯的电压均额定电压的前提下，在电流表读数方面，他们获得了三组数据，分别求出对应的功率，因多次测量取平均值可减小误差，所以，他们的方法是正确的．
故答案为：（1）甲；（2）如上图所示；（3）大于；移动变阻器的滑片；2.5；
正确；多次测量取平均值可减小误差．

点评 本题探究导体的电流与电阻的关系，主要考查电路的连接、器材的选择、操作过程控制变量法的运用，同时也考查了测电功率实验数据的处理方法，综合性较强．