Question

5．小明利用如图甲所示的电路探究“电流与电阻的关系”．已知电源电压为6V且保持不变，实验用到的电阻R的阻值分别为25Ω、20Ω、15Ω、10Ω、5Ω，实验中控制电阻R两端的为电压2.5V不变．

（1）实验中变阻器滑片的作用除保护电路外，另一个作用是：调节定值电阻两端的电压．
（2）为完成整个实验，应该选取最大阻值不小于35Ω的滑动变阻器．
（3）若将甲图中的电阻R换成标有“2.5V”的小灯泡，用此电路也可以测量灯泡的功率．图乙是使该灯泡正常发光时的电流表的示数，则该灯泡的额定功率为0.75W．

Answer 1

分析 （1）滑动变阻器有保护电路和对电路中的电压、电流进行调节的作用，结合实验的具体要求可做出解答；
（2）串联电路中，电阻两端电压与其阻值成正比，电源电压一定，接入电路的电阻最大时，两端电压最大，要保持电压一定，必须串联一个阻值较大的电阻；
（3）读出电流表的示数．小灯泡正常发光，额定功率可以根据P=UI计算．

解答 解：（1）在本实验中，探究电流与电阻的关系，应保持电阻两端的电压不变，因此，滑动变阻器的作用之一是用来调节定值电阻两端的电压；
（2）由电路图可知，定值电阻与滑动变阻器串联；
电源电压为6V，实验中控制电阻R两端的为电压2.5V不变；
根据串联分压可知，当定值电阻最大为25Ω时，变阻器接入阻值最大，
根据串联分压知识有$\frac{R}{{R}_{滑}}=\frac{{U}_{R}}{{U}_{滑}}$，即$\frac{25Ω}{{R}_{滑大}}$=$\frac{2.5V}{6V-2.5V}$，
解得R_滑大=35Ω，即为完成整个实验，应该选取最大阻值不小于35Ω的滑动变阻器．
（3）图中电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，其示数为0.3A，
小灯泡的额定功率：P=UI=2.5V×0.3A=0.75W．
故答案为：（1）调节定值电阻两端的电压；（2）35；（3）0.75．

点评 明确变阻器在电路中的作用，会正确读取电流表的示数，会运用电功率的公式进行计算，是解答的关键．解决第二问的关键是利用串联电路电阻两端电压与其阻值成正比．