Question

【题目】小明同学利用阻值不同的四个电阻、电压为6V的电源、滑动变阻器R（标有“50Ω 1A”）及其它器材做电学实验，如图：

（1）如图甲是小明“探究电流与电阻关系”时连接的部分实验电路．

①将5Ω电阻接入电路，将实验电路连接完整；

（_______）

②闭合开关，移动滑片P，使电压表的示数为2.5V时读出对应的电流值并记录；

③断开开关，用10Ω的电阻替换5Ω的电阻，此时如果他马上闭合开关，会造成______表损坏，正确的操作应该是先调节滑动变阻器的滑片P使其处于_______，再闭合开关，移动滑片P使电压表的示数仍为2.5V；

④按正确操作完成余下实验后，得到电流与电阻关系图象如图乙所示，由此可得到的结论是：_____．

（2）小丽同学把图甲中的定值电阻换成额定电压为2.5V的灯泡，测量它的额定功率．

①闭合开关后，发现灯泡不亮，电流表和电压表都没有示数，原因可能是滑动变阻器___________；

②排除故障后，将滑动变阻器R的滑片移到某一位置时电压表示数为2.2V，要测小灯泡的额定功率，应将滑动变阻器连入电路的阻值变________（选填“大”或“小”），当小灯泡正常发光时，电流表的示数如图丙所示，则小灯泡的额定功率为____________W．

（3）小华同学实验时发现桌上没有电流表，却多了一个滑动变阻器R0（最大阻值用R0表示），他设计如图丁所示电路，测出了额定电压为U0=2.5V的灯泡的额定功率，请补全下列步骤．

①闭合开关，先调节滑动变阻器___________（选填“R0”或“R”）的滑片到最______端（选填“左”或“右”），再调节另一滑动变阻器的滑片，直到电压表的示数为2.5V时为止．

②接着__________________，读出这时电压表的示数为U；

③小灯泡的额定功率表达式P=_______________（用字母表示）．

Answer 1

【答案】 电压 调节滑动变阻器的滑片P处于最大阻值处 电流与电阻成反比 断路 小 0.75 R0 左 保持滑片位置不动，调节变阻器R0的滑片到最右端

【解析】

（1）①滑动变阻器按一上一下连入电路中；

③根据串联电路规律和欧姆定律先求出变阻器连入电路中的阻值大小，再求出更换大电阻后电压表的示数进行分析作答；在上面分析的基础上，为保护电压表的安全，应使变阻器连入电路中的电阻最大；

④根据图乙图像性质得出结论；

（2）①电流表、电压表均无示数，说明电路断路；

②比较电压表示数与额定电压的大小，根据串联电路电压的规律和分压原理确定滑片移动的方向；根据图丙电流表小量程读数，根据求出灯的额定功率；

（3）根据电压表接在滑片上分析电路电流的流向，确定电路的连接。因要测灯的额定功率，所以，首先应使灯正常发光，故R0的滑片应位于左端，使电压表测灯泡两端的电压，调节滑动变阻器R使电压表的示数为2.5V；然后保持R接入电路中的电阻不变，调节R0的滑片使其接入电路中的电阻最大，电压表测灯泡和R0两端的电压之和，因各用电器的电压不变，灯仍正常发光，根据串联电路的电压特点求出R0两端的电压，根据欧姆定律求出电路中的电流，根据求出灯泡的额定功率。

（1）①将变阻器按一上一下串联接入电路中，如下图所示：

③在第1次实验中，由欧姆定律，电路中的电流大小：，根据串联电路电压的规律，变阻器分得的电压：，由欧姆定律，变阻器连入电路中的电阻大小：；当换成10Ω的电阻时，由电阻的串联和欧姆定律，电路中电流的大小：由欧姆定律的变形公式，此时定值电阻的电压：，所以将损坏电压表；因此正确的操作应是：在闭合开关前，调节滑动变阻器的滑片P处于变阻器最大阻值处后，再闭合开关，移动滑片P使电压表的示数仍为2.5V；

④图乙为关于电流、电阻的反比例函数图像，所以得出的结论是，在电压一定时，电流与电阻成反比；

（2）①闭合开关后灯泡不亮，电流表和电压表都没示数，则说明电路有断路处，可能是滑动变阻器断路；

②电压表示数为2.2V，小于灯的额定电压2.5V，因灯在额定电压才能正常发光，所以应增大灯的电压，减小变阻器的电压，根据串联分压原理可知，应将滑动变阻器连入电路中的阻值变小；由图丙知，电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，示数为0.3A，则灯泡的额定功率：；

（3）由图丁可知，电压表接在变阻器滑片处，由于电压表的内阻很大，可看作开路，故电流直接通过灯泡L、变阻器R0、变阻器R，即灯泡L、变阻器R0、变阻器R三者串联，变阻器R0始终以最大阻值R0接入电路；如果变阻器R的滑片不动时，则电路中的电流是不发生变化的；而电压表测量的是灯泡与变阻器R0滑片左侧电阻丝串联的总电压。

①闭合开关，先调节滑动变阻器R0的滑片到最左端，此时电压表只测灯泡的电压，再调节另一滑动变阻器的滑片，直到电压表示数为2.5V时为止（即达到灯泡的额定电压U0），此时灯泡正常发光；

②保持变阻器R的滑片不动，接着调节变阻器R0的滑片到最右端，此时电压表测灯泡与变阻器R0串联的总电压，读出这时电压表的示数为U；

③灯泡正常发光后，由于保持变阻器R的滑片不动，则电路中电流不变、灯泡两端的电压保持不变，因串联电路中总电压等于各分电压之和，当变阻器R0的滑片到最右端时，R0两端的电压：，由欧姆定律，此时电路中的电流：，串联电路中各处的电流相等，灯正常发光时的电流：，小灯泡的额定功率：。

故答案为：（1）①见上图所示；③电压；调节滑动变阻器的滑P处于最大阻值处；④电流与电阻成反比；（2）①断路；②小；0.75；（3）①R0；左；②保持滑片位置不动，调节变阻器R0的滑片到最右端；③。