Question

【题目】某物理小组进行电学探究实验。

次数	一	二	三
U/V	4	6	8
I/A	0.2	0.3	0.4

（1）轩轩探究“电流与电阻两端电压的关系”，他利用电源（电压为10V）、电流表、电压表、定值电阻（阻值为20Ω）、滑动变阻器（“40Ω 1A”）、开关和若干导线，进行实验探究。

①轩轩连接完图甲所示的电路后，立即闭合开关，发现电压表的示数为_____V．此时电流表的示数为_____A。

②轩轩发现电路中有一条导线连接错误，请你帮他在错误的导线上画“×”，并用笔画线代替导线画出正确的连线。

（_____________）

③改正错误后，车南将滑动变阻器的滑片移到最_____（选填“右”或“左”）端，闭合开关，他多次改变滑动变阻器的阻值，得到了如上表所示的电压表和电流表的数据，可得出结论：当电阻一定时，_____。

④轩轩又利用以上的器材连接了如图乙所示的电路图，探究“电流与电阻大小的关系”。实验中。他在a、b间分别接入20Ω、30Ω、40Ω、50Ω、60Ω的定值电阻，为了能完成这五次实验，他应控制电压表示数不变的范围是：_____V﹣10V。

（2）宁宁想测一个额定电压为3.8V的小灯泡L的额定功率。他在图乙中的a、b间接入这只灯泡，实验时，他调节滑动变阻器的滑片到某一位置时，电压表的示数为2.5V，宁宁应该向_____（选填“左”或“右”）调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为3.8V，此时，电流表的示数如图丙所示，则小灯泡的额定功率为_____W。

（3）宁宁发现实验桌上有一个未标阻值的定值电阻Rx．于是利用刚刚实验用的小灯泡L（已知U额和P额）又找来了一个电压未知的电源、滑动变动阻器、电流表，开关和若干导线，设计了如图丁所示的电路图并测出了Rx的阻值，请你将他的实验步骤和表达式补充完整。

①闭合开关S1，将S2接_____（选填“a”或“b”），调节滑动变阻器的滑片，使电流表的示数为_____（用已知物理量的符号表示）

②闭合开关S1，将S2接另一触点，读出此时电流表的示数为I1；

③则表达式Rx＝_____（用字母表示）。

Answer 1

【答案】0 0.5 左 通过导体的电流与导体的电压成正比 6 右 1.9 b

【解析】

(1)①[1][2]图甲所示的电路中变阻器连入电路的电阻为0，电压表与电流表并联，电压表示数为0，由欧姆定律电路中的电流：

；

②[3]电压表应与电阻并联，如下所示：

③[4]为保证电路安全连接电路时应将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处，即最左端；

[5]由表格数据可知，电压为原来的几倍，通过的电流为原来的几倍，即当电阻一定时，通过导体的电流与导体的电压成正比；

④[6]研究电流与电阻的关系时，要控制电压表示数U表不变，根据串联电路电压的规律，变阻器分得的电压：

U滑＝U﹣U表，

根据分压原理有：

即

，

因电压表示数保持不变，故上式左边为一定值，右边也为定值，当变阻器最大电阻连入时，对应的定值电阻最大，即

，

故U表＝6V，即应控制电压表示数不变的范围是6V﹣10V；

(2)[7]灯在额定电压下正常发光，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，故滑片向右移动，直到电压表示数为额定电压；

[8]图丙中，电流表选用小量程，分度值为0.02A，示数为0.5A，灯的额定额定功率：

PL＝ULIL＝3.8V×0.5A＝1.9W；

(3) [8][9][10]①闭合开关S1，将S2接b，调节滑动变阻器的滑片，使电流表的示数为小灯泡的额定电流即示数为；

②闭合开关S1，将S2接另一触点，读出此时电流表的示数为I1；

在①中，电流表测通过灯的电流，根据欧姆定律，此时灯正常发光，

在②中，因电路的连接关系没有变，各用电器的电阻和电压均不变，灯仍正常发光，此时电流表测灯与待测电阻并联的电流，由并联电路电流的规律，通过待测电阻的电流：

；

由欧姆定律可得表达式为：

。