Question

14．小兵用图1所示电路来探究“电压一定时，电流与电阻的关系”．

（1）连接电路完成后，闭合开关，发现电压表示数为0，电流表有示数，发生故障的可能是电压表本身断路或电压表并联的R短路等．
（2）排除故障后，将R调为5Ω，闭合开关，移动滑动变阻器滑片至适当位置，记录两电表示数．其中电压表的指针所指位置如图2所示，它的示数为2V；
（3）将R调为20Ω，小兵在记录数据前，他应先调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数仍为2V；
（4）多次实验后，小兵得到电流和电阻R的倒数的关系图象如图3所示，由此他得到的实验结论是：当电压一定时，电流与电阻成反比（选填“正比”或“反比”）；
（5）小兵身旁有一只仅能看清“0.25A”字样的小灯泡．为了知道其额定功率，他根据图3得到0.25A对应的电阻值为8Ω，从而算出该小灯泡的额定功率P=0.5W．小兵求小灯泡额定功率的方法是否正确：不正确（选填“正确”或“不正确”），你的理由是：该图象是在U=2V的情况下得到的，而当小灯泡两端的电压为2V时，通过小灯泡的电流不一定是0.25A．

Answer 1

分析 （1）电流表有示数说明电路是通路，电压表示数为0说明电压表本身断路或电压表并联部分短路；
（2）根据电压表的量程和分度值读出示数；
（3）研究电流与电阻的关系，需要保持电阻两端的电压不变，采用的方法是调节滑动变阻器的滑片，使电阻两端的电压为定值；
（4）由图3可知，电流与$\frac{1}{R}$成正比，则电流与电阻成反比；
（5）图3的图象是在U=2V的情况下得到的，而当小灯泡两端的电压为2V时，通过小灯泡的电流不一定是0.25A，据此分析判断．

解答 解：（1）闭合开关，发现电压表示数为0，电流表有示数，原因可能是电压表本身断路或电压表并联的R短路等；
（2）由图2可知，电压表的量程为0～3V，分度值为0.1V，示数为2V；
（3）将R调为20Ω，小兵在记录数据前，要保持电阻两端的电压不变，他应先调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数仍为2V；
（4）由图3可知，电流与$\frac{1}{R}$成正比，则电流与电阻成反比，即当电压一定时，电流与电阻成反比；
（5）该图象是在U=2V的情况下得到的，而当小灯泡两端的电压为2V时，通过小灯泡的电流不一定是0.25A，所以小兵求小灯泡额定功率的方法是不正确的．
故答案为：
（1）电压表本身断路或电压表并联的R短路等；
（2）2；
（3）滑动变阻器的滑片；电压表的示数仍为2V；
（4）反比；
（5）不正确；该图象是在U=2V的情况下得到的，而当小灯泡两端的电压为2V时，通过小灯泡的电流不一定是0.25A．

点评 本题为探究“电压一定时，电流与电阻的关系”实验，考查了电压表的读数、控制变量法的使用、分析图象得出结论的能力，综合性强，有难度！