Question

6．在“探究通过导体的电流与电压和电阻的关系”实验中，老师提供了以下器材：电压表、电流表、滑动变阻器、开关、两节干电池、定制电阻R（分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω）、导线若干，小强先探究电流与电阻的关系，按电路图连接好电路如图所示．

（1）请你按照实物电路，在图乙方框内画出电路图．
（2）电路中滑动变阻器起到保护电路元件安全和保持电阻两端电压不变的作用．
（3）小方发现电路连接正确，但闭合开关后，电流表有示数，而电压表无示数，电路的故障可能是电阻R短路，小方排除故障后继续实验．
（4）小强先将R=5Ω电阻接入电路，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，直到电压表的示数为2V，记下电流表示数，接着用10Ω的电阻换下5Ω的电阻，为使电压表示数不变，应向A（选填“A”或“B”）端方向移动滑动变阻器滑片，然后记下电流表示数．
（5）小李归纳发现，使用该实验电路还可以进行其他实验，如伏安法测电阻（填一个实验名称）．小李接着又找来一个规格为2.5V的小灯泡换下定制电阻，移动滑片，记下几组电压、电流值（如表），则小灯泡的额定功率为0.6W．

电压U/V	2	2.5	3
电流I/A	0.22	0.24	0.26

Answer 1

分析 （1）按照实物图画出对应的电路图，要注意连顺序和滑动变阻器接线柱的选择；
（2）探究电流与电阻的关系时，须保持电阻两端的电压不变，滑动变阻器就是利用串联电路的分压特点来达到这一目的；
（3）电流表有示数，表示电路中有电流，不存在断路，电压没示数，表示电压表短路或断路；
（4）根据串联电路的电压规律，把5Ω换成10Ω后，由于电阻变大，其两端电压也会变高，因此须调节滑片，根据串联分压的知识判断电压表的示数变化，得出滑片的移动方向；
（5）根据电流值和电压值，可利用公式R=$\frac{U}{I}$计算出电阻，所以可利用该电路进行伏安法测电阻的实验；根据表中数据，利用P=UI计算．

解答 解：（1）如图1，注意滑动变阻器滑片移动时电阻变化情况，要与实物图保持一致．
（2）在探究电流与电阻的关系时，要保持电阻两端的电压不变，改变电阻，所以滑动变阻器的作用除了保护电路外，主要是在变换电阻时使其两端的电压保持不变．
（3）电流表的示数不为零，说明电路为通路；电压表示数为零，说明电压表并联的部分短路或电压表接线柱断路，即电压表断路、电阻R短路；
（4）小明把R换为10Ω的电阻时，电阻两端的电压变大，应增大滑动变阻器的阻值，将滑片向A方向移动，才能使电压表示数为2V，同时记下电流表的示数；
（5）若继续使用该实验电路，还可以进行的实验有伏安法测电阻．由表中数据可知，当电压为2.5V时，通过小灯泡的电流为0.24A，因此小灯泡的额定功率为：P=UI=2.5V×0.24A=0.6W．
故答案为：（1）如图1；（2）保持电阻两端电压不变；（3）电阻R短路；（4）A；（5）伏安法测电阻；0.6W．

点评 本题考查了实验分析，探究电流与电压、电阻关系实验，要采用控制变量法，应用控制变量法分析即可正确解题．