Question

【題目】小明要測(cè)量額定電壓為3.8V的小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻。選擇了一些器材進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，其中電源電壓為6V恒定，滑動(dòng)變阻器R上標(biāo)有“20Ω 1A” 字樣。

(1)連成圖甲所示電路，將滑動(dòng)變阻器的阻值調(diào)到最大，閉合開關(guān)，向左移動(dòng)滑片，發(fā)現(xiàn)電流表示數(shù)______（選填 “變大”、“變小”或“不變”）。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)電路中有一根導(dǎo)線連接錯(cuò)誤，請(qǐng)?jiān)谠搶?dǎo)線上打“×”，并畫出正確的連線______；

(2)排除故障后，繼續(xù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片使小燈泡正常發(fā)光，此時(shí)電流表示數(shù)如圖乙所示，小燈泡正常發(fā)光時(shí)電阻為______Ω；

(3)完成實(shí)驗(yàn)后，還想探究“導(dǎo)體中的電流與電阻的關(guān)系”，選取了10Ω、20Ω、40Ω的定值電阻，利用上述器材完成探究。為了使三個(gè)電阻單獨(dú)接入電路都能完成實(shí)驗(yàn)，應(yīng)控制定值電阻兩端的電壓不低于______V；

(4)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，小明沒有用電流表，又多用了一個(gè)滑動(dòng)變阻器R2（最大阻值用R0表示），他設(shè)計(jì)如圖丙所示電路，測(cè)出了額定電壓為2.5V的小燈泡的額定功率，請(qǐng)補(bǔ)全下列步驟：

①閉合開關(guān)S，先調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器______（選填 “R1”或“R2”）的滑片到最左端，再調(diào)節(jié)另一滑動(dòng)變阻器的滑片，直到電壓表示數(shù)為2.5V時(shí)為止，小燈泡正常發(fā)光：

②接著______，讀出此時(shí)電壓表示數(shù)為U；

③小燈泡額定功率表達(dá)式P=______（用題中已知量和所測(cè)量字母表示）

Answer 1

【答案】不變 10 4 R2 保持變阻器R1的滑片不動(dòng)，調(diào)節(jié)變阻器R2的滑片到最右端

【解析】

(1)[1][2]由圖甲可知，電壓表串聯(lián)在電路中，電流表與燈并聯(lián)，因電壓表內(nèi)阻很大，故電流表示數(shù)為0，將滑動(dòng)變阻器的阻值調(diào)到最大，閉合開關(guān)，向左移動(dòng)滑片，發(fā)現(xiàn)電流表示數(shù)不變，仍為0，電流表應(yīng)與燈串聯(lián)，電壓表與燈并聯(lián)，如下圖所示：

(2)[3]調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，當(dāng)電壓表示數(shù)為3.8V時(shí)，小燈泡正常發(fā)光，此時(shí)電流表示數(shù)如圖乙所示，電流表選用小量程，分度值為0.02A，電流為0.38A，由歐姆定律，小燈泡正常發(fā)光時(shí)電阻為

R==10Ω

(3)[4]由串聯(lián)電路的規(guī)律及分壓原理有

方程左邊為一定值，故右邊也為一定值，當(dāng)變阻器連入電路的電阻最大時(shí)，對(duì)應(yīng)的定值電阻應(yīng)最大，變阻器分得的電壓最大，控制電阻的電壓最小，有

UV=4V

為了使三個(gè)電阻單獨(dú)接入電路都能完成實(shí)驗(yàn)，他應(yīng)控制定值電阻兩端的電壓不低于4V。

(4)①[5]閉合開關(guān)，先調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R0的滑片到最左端，此時(shí)電壓表只測(cè)燈泡兩端的電壓，再調(diào)節(jié)另一滑動(dòng)變阻器的滑片，直到電壓表示數(shù)為2.5V時(shí)為止（即達(dá)到燈泡的額定電壓U0），此時(shí)燈泡正常發(fā)光。

②[6]保持變阻器R1的滑片不動(dòng)，接著調(diào)節(jié)變阻器R2的滑片到最右端，此時(shí)電壓表測(cè)燈泡與變阻器R2串聯(lián)的總電壓，讀出這時(shí)壓表的示數(shù)為U。

③[7]燈泡正常發(fā)光后，由于保持變阻器R的滑片不動(dòng)，則電路中電流不變、燈泡兩端的電壓保持不變，因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，當(dāng)變阻器R2的滑片到最右端時(shí)，R2兩端的電壓

UR2=U-2.5V

由歐姆定律，此時(shí)電路中的電流

I=

串聯(lián)電路中各處的電流相等，即燈正常發(fā)光時(shí)的電流

IL=

小燈泡的額定功率

P=U0IL=2.5V×