Question

20．小龙做探究“电阻上的电流跟电压的关系”实验

（1）小龙同学连接实物电路如图甲所示，检查时他发现有一根导线连接有错误，请你在这根导线上画“×”，并用笔画线代替导线，画出正确的连线．（导线不得交叉）
（2）连接正确后，按实物图在图乙方框内画出电路图．
（3）小龙同学测得的实验数据如表所示：

R=10Ω	电压U/V	1	2	3	4	5
	电流I/A	0.1	0.2	0.3	0.4	0.5

根据数据，得出电流I、电压U的关系可以表述为：电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比．
（4）小龙做完实验后，用额定电压为2.5V的小灯泡替换了定值电阻，又做了“测量小灯泡的电功率”实验，测得实验数据如表：

实验次数	1	2	3
U/V	2.8	2.5	2.0
I/A	0.26	0.25	0.22

①小灯泡的额定功率为0.625W．
②他发现随滑动变阻器阻值的变大，灯变暗，小灯泡的亮度由实际功率决定．
③若闭合开关，发现电压表的指针向左边偏转，这是由于电压表的正负接线柱接反了．
④若实验时刚闭合开关，小灯泡就发出耀眼的光，则原因是滑动变阻器的滑片没有处于最大阻值处．
⑤若在实验中．小灯泡的灯丝突然被烧断，则电压表的示数变大（填“变大”“变小”或“不变”）．

Answer 1

分析 （1）实验中，应将电压表与灯泡并联，电流表、滑动变阻器与灯泡串联，且滑动变阻器要接一上一下；
（2）根据电路元件的连接方式画出电路图；
（3）判断电流与电压的关系，就要先横比观察电流或电压的变化规律，然后纵比比较电流与电压的对应关系．
（4）①灯泡在额定电压下的功率为额定功率，由表中数据找出灯泡额定电压对应的电流，然后由公式P=UI求出灯泡的额定功率；
②小灯泡的亮度由实际功率决定；
③电压表在使用前应先调零，在接入电路时应与被测电路并联，并且使电流从正接线柱流入，负接线柱流出．
④首先确定电路的连接，然后根据灯泡发光很强来判断故障原因，再根据Q=I²Rt分析灯泡熄灭的原因；
⑤灯泡突然烧断，灯泡断路，电压表两极直接与电源两极相连，电压表测电源电压，电压表示数变大．

解答 解：（1）由图甲可知，电压表串联在电路中，电流表与电阻并联，这是错误的；图中连错的导线是变阻器的左下接线柱与电阻右端接线柱之间的导线；故应去掉该导线，重新连线使电压表并联在定值电阻两端，电流表与定值电阻串联；如图所示：

（2）由实物电路图可得电路图如图所示：

（3）观察实验数据知：电压都是以第一组电压数值的整数倍增加的；电流也是以第一组电流数值的整数倍增加的，并且同一组电流与电压增大的程度相同，所以成正比，即：电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比．
（4）①由表中数据知，灯泡的额定电压2.5V时，对应的电流是0.25A，
则灯泡的额定功率P=UI=2.5V×0.25A=0.625W；
②小灯泡的亮度由实际功率决定；
③在使用电压表测电压时，闭合开关后，发现电压表指针向左边偏转，这是因为电压表的正负接线柱接反了；
④电路连接好后，闭合开关，小灯泡发出耀眼的光，说明滑动变阻器接入电路中的阻值较小，电路中的电流较大，由Q=I²Rt可知，单位时间内产生的热量太多，灯丝被烧断了；即故障原因为闭合开关前，滑动变阻器的滑片没有处于最大阻值处；
⑤实验中小灯泡的灯丝突然被烧断，则电压表串联在电路中，测量电源电压，电压表的示数变大．
故答案为：（1）见上图；（2）见上图；（3）通过导体的电流与导体两端的电压；
（4）①0.625；②实际功率；③正负接线柱接反了；④滑动变阻器的滑片没有处于最大阻值处；⑤变大．

点评 本题考查了连接实物图、实验的注意事项、电路故障分析、求灯泡额定功率、测灯泡的电阻；为保护电路，在连接实物图时开关应断开，滑动变阻器接入电路的阻值应为最大阻值．