题目内容
15．某小组同学用图甲的实物图探究“导体中的电流跟电阻的关系”的实验，实验中他们所用的定值电阻分别是5Ω、10Ω、20Ω，电源电压为3V不变．
（1）如图甲所示，是小华所连接的不完整实验电路，请你用笔画线代替导线，将缺少的导线连接好成完整电路．
（2）小华将电路接好后，闭合开关，发现电压表与电流表的示数太大．接下来应进行的操作是C（填写字母代号）．
A．更换电池或电阻 B．检查电路是否短路C．断开开关移动滑动变阻器滑片至最大值位置
（3）小华将5Ω的电阻接入电路，电压表如图乙所示．后把定值电阻由5Ω换成10Ω，闭合开关后，下一步的操作是：将变阻器的滑片P向右（填“左”或“右”）移动直至电压表示数为2V． 若要完成整个实验，选择的滑动变阻器的最大阻值至少为10Ω．
（4）上述探究结束后，该组同学将电路中的定值电阻换成了一个额定电压为2.5V的小灯泡做测量小灯泡的额定功率的实验．闭合开关后，调节滑动变阻器滑片P，使电压表示数为2.5V时，小灯泡正常发光，如果此时电流表示数如图丙所示，则小灯泡的额定功率是0.75W．
（5）完成上述实验后，该小组同学又向老师要了一个已知阻值为Ro的电阻和一个单刀双掷开关，借助部分现有的实验器材，设计了如图2所示的电路，也测出了灯泡的额定功率．请完成下列实验步骤：
①闭合开关Sl，将S2拨到触点1（选填“1”或“2”），移动滑片使电压表的示数为2.5V；
②再将开关S2拨到触点2（选填“1”或“2”），保持滑片的位置不动，读出电压表的示数U；
③灯泡额定功率的表达式为P额=$\frac{2.5V×（U-2.5V）}{{R}_{0}}$（用已知量和测量量表示）．
分析 （1）把电流表、电阻串联接入电路，完成电路连接．
（2）如果电路总电阻太小，则电路电流将会较大，电流表示数较大，应增大滑动变阻器接入电路的阻值，然后分析答题．
（3）探究电流与电阻的关系应控制电阻两端电压不变，应用串联电路特点与欧姆定律求出滑动变阻器接入电路的最大阻值，然后选择滑动变阻器．
（4）灯泡正常工作的电压为额定电压，读出电流表的示数，根据P=UI计算额定功率．
（5）由丙图可知，没有电流表的情况下，利用定值电阻和电压表代替电流表与灯泡串联，首先使灯泡两端的电压等于2.5V，然后测出此时定值电阻两端的电压，便可求出电路中的电流，根据P=UI计算出灯泡的额定电功率．
解答 解：（1）把电流表与电阻串联接入电路，实物电路图如图所示：
（2）闭合开关，发现电压表与电流表的示数太大，说明电路电阻太小，可能是滑动变阻器接入电路的阻值太小造成的，应断开开关，移动滑动变阻器滑片至最大值位置，故选C；
（3）电压表量程为0～3V，由图示电压表可知，其分度值为0.1V，示数为1.5V；
在探究“导体中的电流跟电阻的关系”时，应控制电阻两端电压不变，把定值电阻由5Ω换成10Ω，闭合开关后，定值电阻两端电压变大，为保持电阻两端电压不变，应增大滑动变阻器分压应将变阻器的滑片P向右移动直至电压表示数为1.5V为止．
当定值电阻的阻值最大时，所需滑动变阻器的阻值最大，电源电压为3V，定值电阻两端电压为2V，则滑动变阻器两端电压为3V-2V=1V，
此时电路中的电流I=$\frac{{U}_{R}}{R}$=$\frac{2V}{20Ω}$=0.1A，
则滑动变阻器的阻值R滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{1V}{0.1A}$=10Ω，要完成实验，选择的滑动变阻器的最大阻值至少为10Ω．
（4）电压表测灯泡两端电压，电压表示数为2.5V时灯泡正常工作．
电流表选择0～0.6A量程，每一个大格代表0.2A，每一个小格代表0.02A，电流为0.3A，灯泡的额定功率为：
P=U'I'=2.5V×0.3A=0.75W．
（5）①连接好实验电路，闭合开关S1，将开关S2拨到触点1，移动滑片，使电压表的示数为2.5V；
②保持滑动变阻器滑片位置不变，S2接2，读出电压表示数U1，电压表测量灯泡和R0的总电压U；
③此时定值电阻R0两端的电压：U0=U-U额=U1-2.5V，
通过灯泡的电流：I额=I0=$\frac{{U}_{0}}{{R}_{0}}$=$\frac{U-2.5V}{{R}_{0}}$，
则小灯泡额定功率：P额=U额I额=2.5V×$\frac{U-2.5V}{{R}_{0}}$=$\frac{2.5V×（U-2.5V）}{{R}_{0}}$．
故答案为：（1）见上图；（2）C；（3）右；2；10（4）2.5；0.75；（5）①1；2.5；②2；③$\frac{2.5V×（U-2.5V）}{{R}_{0}}$．
点评 本题考查了连接实物电路图、电路现象分析、滑动变阻器的调节、电表读数、实验评价等问题，探究电流与电阻关系实验要应用控制变量法，应用控制变量法是正确解题的关键．
| A． | 振动变快 | B． | 振动变慢 | C． | 振幅变小 | D． | 振幅变大 |
| ××型号地铁机车 | 地铁电力机车功率 2.16×106 W | 平均速度 36 km/h | 牵引力 5×104 N | 额定载客量 2000人 |
| ××型号公交汽车 | 燃油热值 4×107 J/kg | 平均速度 18 km/h | 牵引力 3 000 N | 额定载客量 40人 |
（2）若公交车每千米消耗燃油0.3kg，行驶1km路程所消耗的燃油完全燃烧放出多少热量？公交汽车发动机的效率是多少？
（3）从甲处到乙处，地铁机车需消耗多少电能？
手机常常设置静音，而开启如图的“口袋模式”，能使口袋里的手机在来电时响铃，将手机从口袋拿出来后，响铃停止．其原理类比为：有两个开关S1、S2，当接收来电时S1闭合，若手机放在口袋这种封闭黑暗的环境中，开关S2闭合，若将手机从口袋拿出来后，开关S2断开．为实现上述功能，应采用如图哪副电路图？（ ）
如图是小君弯腰从地面提起用绳子系住的重物的情景，脊柱可绕骶骨（轴）O转动，腰背部肌肉对脊柱的拉力作用沿图中ab线．
小红家台灯的插头插在如图所示的插座上，插座上有一个开关和指示灯分别用S1、L1表示，台灯的开关和灯泡分别用S2、L2表示，小红断开或闭合S1、S2时，记录现象如表，由小红的记录可判断出关于L1、L2的连接方式可能是下列电路图中的（ ）| 开关状态 | 插座指示灯（L1） | 台灯（L2） |
| 闭合 S1，断开 S2 | 亮 | 不亮 |
| 断开 S1，闭合 S2 | 不亮 | 不亮 |
| S1和 S2都闭合 | 亮 | 亮 |
| A． |  | B． |  | C． |  | D． |  |
