Question

9．某兴趣组同学利用甲图所示的电路进行了多个电学实验．实验中电源电压为6V且恒定不变；滑动变阻器在电路中除了保护电表即保护电路以外，在不同的实验中作用各不相同．

（1）第一小组的同学要测量电阻R_x的阻值，他们在A、B间接入待测电阻R_x，请你用笔画线代替导线，将答题卡图乙中的实物图连接完整；该实验中滑动变阻器的另一个作用是改变电阻的电压和电流．
（2）第二小组的同学要研究“电流与电阻的关系”．他们将阻值为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻分别接在A、B间，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，记下电流表示数，得到如图丙所示的电流I随电阻R变化的图象．该实验中滑动变阻器的另一个作用是控制电阻两端的电压为2.5V不变；为了完成整个实验，应该选取最大阻值至少35Ω的滑动变阻器．
（3）第三小组的同学要测量额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率．他们在A、B间接入2.5V的小灯泡，正确连接电路，实验步骤及操作都正确．闭合开关后，发现电压表的示数大于小灯泡的额定电压，小灯泡发光较亮，出现这种现象的原因是变阻器的阻值未调至最大阻值处；该组同学经过讨论后，调整实验器材继续实验，闭合开关后，调节滑动变阻器滑片直到电压表示数为2.5V，此时电流表的示数如图丁所示，则小灯泡的额定功率为0.6W．

Answer 1

分析 （1）将电流表、滑动变阻器与灯泡串联，电流表的量程和正负接线柱的接法，根据要求确定滑动变阻器下面的接线柱；
据该实验中的实际情况分析变阻器的作用即可；
（2）探究电流与电阻的关系，应保持电阻两端的电压不变；
根据串分压的知识，当电阻值最大时，所需变阻器的阻值最大；
（3）闭合开关前，应将变阻器的滑片移至最大阻值处；
根据图丁读出电流表的示数，由P=UI计算出电功率的值．

解答 解：（1）在该实验中，滑动变阻器必须串联在电路中，且接法是一上一下，电压表与电阻并联，如图所示：

为减小误差，应改变电阻两端的电压和通过的电流，多测几组数据，求电阻的平均值，所以变阻器除了保护电路的作用外，还有改变电阻的电压和电流的作用；
（2）由图知，电阻两端的电压始终保持U=IR=0.5A×5Ω=2.5V，可知变阻器除了保护电路外，另一个作用是控制电阻两端的电压为2.5V不变；
由图象知，当电阻的阻值为25Ω时，电路中的电流为0.1A，此时变阻器的阻值最大，可知其最大阻值为：R_最大=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{6V-2.5V}{0.1A}$=35Ω；
（3）闭合开关后，发现电压表的示数大于小灯泡的额定电压，小灯泡发光较亮，说明变阻器的阻值未调至最大阻值处；
由图丁知，电流表的示数为0.24A，可知小灯泡的额定电功率为：P=UI=2.5V×0.24A=0.6W．
故答案为：（1）见上图；改变电阻的电压和电流；（2）控制电阻两端的电压为2.5V不变；35；（3）变阻器的阻值未调至最大阻值处；0.6．

点评 本题是有关电学实验的综合考查，主要考查了电路的连接、滑动变阻器的作用、欧姆定律的应用及电功率的计算．滑动变阻器在不同的实验中有不同的作用，应根据实际情况进行分析．