题目内容
【题目】小曦同学在做“探究电流与电压、电阻的关系”实验时，准备以下器材：电源电压为3V且保持不变，电流表(0～0.6A)、电压表(0～3V)、滑动变阻器(20Ω 1A)、四个定值电阻(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω)、开关、导线若干。根据如图甲所示的电路图进行实验。
（1）请你用笔画线代替导线把图乙未连接完的实物电路连接成正确的完整电路(要求：导线不交叉且滑动变阻器滑片向右移电流表示数变小)。
（____________）
（2）正确连接电路后，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应调到最右端，目的是_________(选填“保护电路”或“改变电流”)。
（3）将电路连接正确后，闭合开关，发现电流表无示数，电圧表指针有明显偏转，原因可能是（_____________）
A.电阻R短路 B.电阻R断路
C.滑动变阻器短路 D.滑动变阻器断路
（4）探究电流与电压的关系时，小曦通过调节滑动变阻器滑片P，测出通过定值电阻R的不同电流和对应的电压如下表所示。老师看后说其中一次是错误的。帮他分析出错的是第_______次，原因是_____。
实验次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
电压U/V | 0.5 | 1.0 | 1.5 | 2.0 | 2.5 |
电流I/A | 0.1 | 0.2 | 0.3 | 0.4 | 0.5 |
（5）去掉出错的实验数据，分析可得到的结论是：当电阻一定吋，通过导体的电流与导体两端的电圧成__________比。
（6）接着小曦又探究电流与电阻的关系，他只更换定值电阻，其余连接均不变。其实验步骤如下：
①在电路中接入阻值为50Ω的定值电阻，移动滑动变阻器的滑片，使得电压表示数为U0=______V，如图丙所示，记录电流表示数；
②用10Ω的定值电阻替换5Ω的定值电阻再闭合开关，他应该将滑动变阻器的阻值_________(选填“调大”或“调小”)直到电压表示数为U0，再记录电流表示数；
③用15Ω的定值电阻替换10Ω的定值电阻再闭合开关，他调节滑动变阻器的阻值，发现电压表示数始终不能调为U0。为完成四次探究，小曦设计了如下四个调整方案，你认为不可行的是（_____________）
A.如果只调整电压表的示数，则应控制电压表示数U0的范围为1.5V～3V
B.如果只更换定值电阻，则更换的电阻阻值范围是1Ω～10Ω
C.如果只更换滑动交阻器，则更换的滑动变阻器最大阻值不小于40Ω，最大电流不小于0.2A
D.如果只更换电源，则更换的电源电压范围是1V～2V
【答案】
保护电路 B 1 电路中的最小电流大于0.1A 正 1 调大 B
【解析】
（1）滑动变阻器滑片向右移电流表示数变小，即电阻变大，故变阻器左下接线柱连入电路中，如下图所示：
（2）正确连接电路后，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应调到阻值最大处的最右端，这样可以保护电路；
（3）A．若电阻R短路，电路为通路，电流表有示数，电压表无示数，不符合题意；
B．若电阻R断路，电流表没有示数，电压表与电源连通测电源电压，电压表指针有明显偏转，符合题意；
C．若滑动变阻器短路，电路为通路，两表都有示数；不符合题意；
D．若滑动变阻器断路，则两表都没有示数，不符合题意；
（4）探究电流与电压的关系时，要控制电阻不变，由表中数据，电阻：R′=
=5Ω，变阻器的最大电阻为20Ω，根据电阻的串联和欧姆定律，电路中的最小电流为：I小=
=0.12A＞0.1A，故出错的是第1次，原因是电路中的最小电流大于0.1A；
（5）去掉出错的实验数据，因电压与电流之比为一定值，故分析可得到的结论是：当电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比；
（6）探究电流与电阻的关系，要控制电阻的电压不变：
①在电路中接入阻值为5Ω的定值电阻，移动滑动变阻器的滑片，图丙中电压表选用小量程，分度值为0.1V，电压表示数为1V，U0=1V，记录电流表示数；
②根据串联分压原理可知，将定值电阻由5Ω改接成10Ω的电阻，电阻增大，其分得的电压增大；探究电流与电阻的实验中应控制电压不变，即应保持电阻两端的电压不变，根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压，由分压原理，应增大滑动变阻器连入电路中的电阻，即应该将滑动变阻器的阻值调大直到电压表示数为U0，再记录电流表示数；
③A、根据串联电路电压的规律和分压原理：
，即
，由此可知，当电源电压U、定值电阻的电压U定一定时，变阻器的电阻随定值电阻的增大而增大；当电阻为R定4=20Ω时，所需滑动变阻器的阻值最大为R滑大=20Ω，根据串联电阻的规律，总电阻为：R=R定4+R滑大=20Ω+20Ω=40Ω，此时电流中的电流：I=
，由欧姆定律，则此时电压表的示数为：U表=IR定3=
×20Ω=1.5V，即为应控制a、b间的最小电压为1.5V，最大电压不超过3V；故A可行；
B、电源电压为3V，电阻两端电压为1V，滑动变阻器分压为2V，定值电阻两端电压为变阻器电压的
倍，根据分压原理，定值电阻阻值为滑动变阻器接入电路的阻值为的倍，因滑动变阻器最大阻值为20Ω，因此定值电阻最大阻值为10Ω；由电流表量程和变阻器规格可知，电路中电流最大0.6A，此时电路电阻最小，由欧姆定律，此时定值电阻的阻值为：R定小=
≈1.67Ω，即更换的定值电阻R的阻值范围是1.67～10Ω，B不可行；
C、滑动变阻器两端电压是2V，是定值电阻两端电压的2倍，由分压原理可知，滑动变阻器接入电路的阻值是定值电阻阻值的2倍，当定值电阻阻值最大为20Ω时，滑动变阻器接入电路的阻值最大应为40Ω。即更换的滑动变阻器最大阻值不小于40Ω；当电阻为5Ω时，因变阻器分得的电压为2V，变阻器分得的电压是定值电阻的2倍，根据分压原理，变阻器连入电路中的电阻为2×5Ω=10Ω，由串联电路电阻的规律，此时电路的总电阻为15Ω最小，电路中电流最大，由欧姆定律最大电流为I′=
=0.2A，即最大电流不小于0.2A；C可行；
D、当变阻器全部电阻20Ω连入电路时，此时对应的定值电阻应最大为20Ω，电源电压最大，根据分压原理，变阻器的电压U变=
，所以最大电源电压为1V+1V=2V，最小为1V，更换的电源电压范围是1V～2V，span>D可行。
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【题目】小红在“测量小灯泡电功率”的实验中，电源电压恒为3V，小灯泡上标有“2.5V”字样。
（1）连接如图所示电路时，导线M的另一端已经接在电压表__________V（选填“3”或“15”）接线柱上。
（2）闭合开关后，若灯泡不亮，电压表无示数、电流表有示数，则电路中发生的故障是__________。
（3）闭合开关后，电压表示数为1.5V，此时应将滑动变阻器的滑片向__________（选填“a”或“b”）小灯泡正常发光。
小红进行了4次测量，并将有关数据及现象记录在表格中。
物理量 | 电压 | 电流 | 实际电功率 | 小灯泡 |
次数 | U/V | I/A | P/W | 亮度 |
1 | 0.5 | 0.12 | 0.06 | 不亮 |
2 | 1.5 | 0.20 | 0.30 | 偏亮 |
3 | 2.5 | 0.30 | 正常 | |
4 | 2.8 | 0.32 | 0.90 | 更亮 |
（4）分析表中信息，可知小灯泡的额定功率为__________W。实验还可以得出，小灯泡实际电功率越大，小灯泡的电阻__________（选填“越大”“越小”或“不变”）。
（拓展）细心的小红发现，如果将小灯泡换成电阻，也可以用这个电路测量电阻的阻值。于是他将电路改接正确后，闭合开关，调节变阻器的滑片到某位置时，电压表和电流表的示数分别是2V和0.2A，被测电阻的阻值是__________Ω。老师告诉小红还需要多次测量，这样可以__________。
