Question

17．如图所示电路中，电源电压为4.5V，滑动变阻器的规格为“30Ω 1A”
（1）小丽想用该电路研究“电流与电阻的关系”，请帮她把电路连接完整．在研究电流与电阻关系时，移动滑动变阻器的滑片P，其目的是控制电压表示数不变．小丽发现无论如何移动滑动变阻器的滑片都无法使定值电阻两端电压达到2.0V，经检查电路完好．为顺利完成实验，可行的措施有换用阻值更大的滑动变阻器（或降低电源电压）（写一种即可）
（2）小王同学选用另一组规格相同的实验器材，进行“测定小灯泡额定功率”的实验（小灯泡额定电压为2.5V）．小王按小丽的电路，将定值电阻换成小灯泡，电压表量程改为“0-3V”，连接好电路进行实验．闭合开关后，电压表如乙图所示，要测小灯泡的正常发光的功率，接下来小王应该向左（填“向左”或“向右”，参考图甲）移动滑动变阻器．在测量小灯泡电阻时，为了使测量结果更准确，我们采用多次测量取平均值的方法．问：在测灯泡电功率时，小王能否运用该方法处理实验数据？并说明理由不能，因灯的电阻随温度的变化而变化，不是一个定值，取平均值没有意义．

Answer 1

分析 （1）将电阻与电流表串联，电压表并联在电阻两端；
研究电流与电阻关系时，要控制电阻的电压不变；
根据串联电路电压的规律及分压原理，确定变阻器的最大电阻至少为多少，确定可行的操作；
（2）灯在额定电压下正常发光，根据图中电压表小量程读数，比较电压表示数与额定电压的大小，根据串联电路电压的规律及分压原理确滑片移动的方向；
根据灯的电阻随温度的变化而变化，不是一个定值分析．

解答 解：（1）将电阻与电流表串联，电压表并联在电阻两端，如下所示：

研究电流与电阻关系时，要控制电阻的电压不变，故移动滑动变阻器的滑片P，其目的是：控制电压表示数不变．
电源电压为4.5V，当电压表示数为2.0V时，变阻器分得的电压：
U_滑=U-U′=4.5V-2.0V=2.5V，变阻器分得的电压为电压表示数的$\frac{2.5V}{2.0V}$=1.25倍，根据分压原理，变阻器的最大电阻至少为：1.25×R_定，无论如何移动滑动变阻器的滑片都无法使定值电阻两端电压达到2.0V，可能是现有变阻器的最大电阻过小，或电源电压太高，故可换用阻值更大的滑动变阻器或降低电源电压；
（2）灯在额定电压下正常发光，图中电压选用小量程，分度值为0.1V，示数为2.2V，小于灯的额定电压2.5V，应增大灯的电压，根据串联电路电压的规律，应减小变阻器的电压，由分压原理，应减小变阻器连入电路中的电阻大小，故滑片向左移动，直到电压表示数为额定电压；
因灯的电阻随温度的变化而变化，不是一个定值，取平均值没有意义，故不能采用多次测量取平均值的方法．
故答案为：（1）如上所示；控制电压表示数不变；换用阻值更大的滑动变阻器或降低电源电压；
（2）不能，因灯的电阻随温度的变化而变化，不是一个定值，取平均值没有意义．

点评 本题研究“电流与电阻的关系”，考查电路的连接、控制变量法及对实验器材的要求及影响电阻的因素和数据的处理．