Question

3．小航和小组的同学完成了下面的实验：
（1）如图甲所示，在探究“电流和电阻的关系”的实验中，定值电阻R₁由5Ω换成10Ω时，接下来滑动变阻器的滑片应向右（选填“左”或“右”）调节；若电源电压为6V，R₁的可选最大电阻为20Ω，为保证电阻R₁两端的电压为2V，那么滑动变阻器R₂阻值应不小于40Ω．
（2）他做完实验后，把定值电阻换成小灯泡，杨光又完成了“测量额定电压是2.5V小灯泡电功率”的实验，如图乙所示：他要连接电路时，发现电流表的指针偏向左侧无刻度处，原因可能是电流表没有调零．解除故障后，正确连接电路，闭合开关，发现小灯泡过亮，他立即断开开关，把滑动变阻器的阻值调至最大值；再闭合开关，改变滑动变阻器的阻值，记下各组对应的电压表和电流表的示数，并绘制了如图丙所示图象，根据图象可知小灯泡的额定电流是0.25AA，额定功率是0.625W，灯丝的电阻是变化的（填“变化”或“不变”），原因是灯丝的电阻随温度的升高而变大．

Answer 1

分析 （1）在探究电流跟电阻的关系时，应移动滑片，保持电阻两端的电压不变；
利用串联分压作用，结合欧姆定律I=$\frac{U}{R}$，求出所接电阻大小．
（2）电流表、电压表使用前需要调零，闭合开关前滑片要处于电阻最大处；
电流表读数：确定使用的量程，确定每一个大格和每一个小格各代表多少．
知道灯泡的额定电压和额定电流，根据P=UI计算额定功率．
分析曲线变化确定小灯泡的电阻变化．

解答 解：（1）连接好电路后，为了保证电路的安全，要将滑动变阻器的滑片P移到最右端，才能闭合开关；实验过程中，定值电阻R₁由5Ω变为10Ω时，如果滑片不动，则定值电阻两端的电压变大，电压表示数变大，实验中要保持电压表示数不变，则滑动变阻器滑片应该向右移动．
由于U₁=2V  R₁=20Ω，则电路中的电流为I=I₁=$\frac{{U}_{1}}{{R}_{1}}$=$\frac{2V}{20Ω}$=0.1A，滑动变阻器两端电压为U₂=6V-2V=4V，R₂=$\frac{{U}_{2}}{I}$=$\frac{4V}{0.1A}$=40Ω．
（2）他要连接电路时，还没有闭合开关，发现电流表指针偏向零刻度线的左边，造成原因是电流表没有调零；
正确连接电路，闭合开关，他发现小灯泡过亮，是滑动变阻器阻值太小，接下来应该断开开关，把滑动变阻器的阻值调至最大值；
根据图象可知U=2.5V时，I=0.25A，则P=UI=2.5V×0.25A=0.625W；
图中从原点到M点再到N点的曲线；可以看出小灯泡两端电压增大，电流也随着增大，反映灯丝的电阻是变化的，因为灯丝的电阻随温度的升高而变大．
故答案为：（1）右；40；（2）电流表没有调零；滑动变阻器的阻值调至最大值；0.25A；0.625；变化；灯丝的电阻随温度的升高而变大．

点评 该题考查学生对于滑动变阻器的调节以及接入阻值的运算的掌握程度．本题还考查了电流表的使用、电流表读数、功率计算、故障分析等问题．