Question

1．探究通过导体的电流与电压、电阻的关系实验

（1）如图甲所示，用笔画线代替导线，将实验电路连接完整，并使滑动变阻器接入电路的阻值最大；
（2）某同学正确、规范完成连接后，闭合开关，将滑动变阻器滑片从一端调节到另一端，并得到多组电流、电压值（如表格），当电流表示数为0.5A时电压表示数如图乙所示，其值为2.5V；根据表格数据分析可得出结论：电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比．    

实验次数	1	2	3	4	5
电压U/V	1.0	1.5	2.0		3.0
电流/IA	0.2	0.3	0.4	0.5	0.6

（3）该同学进一步分析表格中数据很快知道了电源电压为3.0V；
（4）该同学将原电路中滑动变阻器换成标有“20Ω2A”的另一滑动变阻器，继续探究电流与电阻关系，实验中始终保持电压表示数为2V，则所选用的定值电阻阻值不能超过40Ω；
（5）将图甲电路中定值电阻换成额定电压为2.5V的小灯泡，进行多次实验后画了灯泡的U-I图象如图丙示数，根据图象信息，可计算出小灯泡的额定功率是0.625W；观察图象还发现，小灯泡的电阻随电压升高而变大，其原因是：灯丝的电阻随着温度的升高而变大．

Answer 1

分析 （1）滑动变阻器正确地连接在电路中，必须“一上一下”，滑动变阻器接入电路阻值的大小与接线方法和滑片位置都有关系；
（2）电压表读数时，首先要确定量程，认清分度值，然后去读数；据表格中的数据特点分析即可得出结论；
（3）根据滑动变阻器接入电路的阻值为零可知电源电压全部加在电阻两端；
（4）根据电阻R和滑动变阻器串联分压的特点，计算出最大电阻值；
（5）由图象读出额定电压下的电流值，利用P=UI即可求额定功率．电阻的大小与导体的材料、长度、横截面积和稳定有关，一般情况下，温度越高，导体的电阻越大．

解答 解：（1）滑动变阻器正确地连接在电路中，必须“一上一下”，要使接入电路的电阻最大，接线柱需要选择左上左下；

（2）由图可知，电压表选用的量程为0～3V，最小刻度值为0.1V，由指针位置可知电压表的示数为2.5V．据表格中的数据可知：电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比；
（3）因为当滑片在左端时，滑动变阻器接入电路的阻值为零，电路总电阻最小，电源电压不变，由欧姆定律可知，电路电流最大，则电流表和电压表示数都为最大．电阻两端的电压即为电源电压，所以电源电压为表格中最大的电压值，即为3V；
（4）由题意可知，电阻R的最大阻值，此时电阻与滑动变阻器串联，
则电路中最小电流为I_min=$\frac{U-{U}_{定}}{{R}_{滑}}$=$\frac{3V-2V}{20Ω}$=0.05A，
那么，此时的电阻R最大值为R_max=$\frac{{U}_{定}}{{I}_{min}}$=$\frac{2V}{0.05A}$=40Ω：
故要求电阻的最大值不能大于40Ω．
（5）由图象可知电压为2.5V时，通过灯泡的电流为0.25A，额定功率P=UI=2.5V×0.25A=0.625W．观察图象还发现，小灯泡的电阻随电压升高而变大，其原因是：灯丝的电阻随着温度的升高而变大．
故答案为：（1）如上图所示；（2）2.5；电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比；（3）3；（4）40；（5）0.625；灯丝的电阻随着温度的升高而变大．

点评 本题考查了连接实物电路图、电路分析、电压表读数、滑动变阻器的使用等问题，是实验的常考问题，一定要掌握；对电表读数时，要先确定量程与分度值．