Question

14．中考復(fù)習(xí)時(shí)，一學(xué)習(xí)小組利用阻值不同的四個(gè)電阻、電壓為6V的電源、滑動(dòng)變阻器R（標(biāo)有“50Ω  1A）及其他器材做電學(xué)實(shí)驗(yàn)．

（1）如圖甲是小明“探究電流與電阻關(guān)系”時(shí)連接的部分實(shí)驗(yàn)電路．
①將5Ω電阻接入電路，請(qǐng)用筆畫(huà)線(xiàn)代替導(dǎo)線(xiàn)，將實(shí)驗(yàn)電路連接完整，要求滑動(dòng)變阻器的滑片P向右滑動(dòng)時(shí)電流表示數(shù)變大；
②閉合開(kāi)關(guān)，移動(dòng)滑片P，使電壓表的示數(shù)為2.5V時(shí)讀出對(duì)應(yīng)的電流值并記錄；
③斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，用10Ω的電阻替換5Ω的電阻，此時(shí)如果他馬上閉合開(kāi)關(guān)，會(huì)造成電壓表?yè)p壞，正確的操作應(yīng)該是先將滑片P移動(dòng)到阻值最大處，再閉合開(kāi)關(guān)，移動(dòng)滑片P使電壓表的示數(shù)為2.5V；
④按正確操作完成余下實(shí)驗(yàn)后，得到電流與電阻的關(guān)系圖象如圖乙所示，由此可得到的結(jié)論是；當(dāng)電壓一定時(shí)，通過(guò)導(dǎo)體的電壓一定時(shí)，電流與電阻成反比．
（2）小華同學(xué)把圖甲中的定值電阻換成額定電壓為2.5V的燈泡，測(cè)量它的額定功率．實(shí)驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)電流表?yè)p壞，于是選用了一個(gè)滑動(dòng)變阻器R₀（最大阻值用R₀表示），設(shè)計(jì)了如圖丙所示電路，請(qǐng)補(bǔ)全實(shí)驗(yàn)步驟．
①閉合開(kāi)關(guān)S，先調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R₀（選填“R₀”或“R”）的滑片到最左端，再調(diào)節(jié)另一只滑動(dòng)變阻器的滑片，直到電壓表的示數(shù)為2.5V時(shí)為止；
②接著調(diào)節(jié)變阻器R₀的滑片到最右端，讀出這時(shí)電壓表的示數(shù)為U；
③寫(xiě)出小燈泡的額定功率表達(dá)式P=$\frac{2.5V（U-2.5V）}{{R}_{0}}$（用字母表示）．

Answer 1

分析 （1）①滑動(dòng)變阻器按一上一下的原則串聯(lián)在電路中，滑動(dòng)變阻器的滑片P向右滑電流表示數(shù)變大，說(shuō)明接入電路中的電阻變小，即右下方接線(xiàn)柱必須接入電路中；
③用10Ω的電阻替換5Ω的電阻時(shí)電路中的總電阻變大，根據(jù)歐姆定律可知電路中的電流變化和滑動(dòng)變阻器兩端的電壓變化，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)可知電壓表示數(shù)的變化，據(jù)此判斷損壞的電表；正確的做法是閉合開(kāi)關(guān)前應(yīng)把滑動(dòng)變阻器調(diào)到最大阻值處；
④由圖象可知，通過(guò)導(dǎo)體的電流與電阻成反比例函數(shù)，根據(jù)控制變量法得出結(jié)論；
（2）由電路圖可知，R₀的滑片位于左端時(shí)，電壓表測(cè)燈泡兩端的電壓，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R使電壓表的示數(shù)為2.5V，然后保持R接入電路中的電阻不變，調(diào)節(jié)R₀的滑片使其接入電路中的電阻最大，電壓表測(cè)燈泡和R₀兩端的電壓之和，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出R₀兩端的電壓，根據(jù)歐姆定律求出電路中的電流，根據(jù)P=UI求出燈泡的額定功率．

解答 解：（1）①滑動(dòng)變阻器的右下方接線(xiàn)柱與開(kāi)關(guān)右側(cè)接線(xiàn)柱相連，如下圖所示：

③用10Ω的電阻替換5Ω的電阻時(shí)電路中的總電阻變大，由I=$\frac{U}{R}$可知，電路中的電流變小，滑動(dòng)變阻器兩端的電壓變�。�
因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，所以，定值電阻兩端的電壓變大，即電壓表的示數(shù)變大，
綜上可知，電流表不可能燒壞，燒壞的是電壓表；
正確的操作應(yīng)該是先調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片P處于最大阻值處，再閉合開(kāi)關(guān)，移動(dòng)滑片P使電壓表的示數(shù)仍為2.5V；
④由圖象可知，通過(guò)導(dǎo)體的電流與電阻成反比例函數(shù)，故可得結(jié)論：通過(guò)導(dǎo)體的電壓一定時(shí)，電流與電阻成反比；
（2）實(shí)驗(yàn)步驟：
①閉合開(kāi)關(guān)，先調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R₀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；
②接著調(diào)節(jié)變阻器R₀的滑片到最右端，讀出這時(shí)電壓表的示數(shù)為U；
③因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，
所以，R₀兩端的電壓U_R0=U-U₀=U-2.5V；
因串聯(lián)電路中各處的電流相等，
所以，電路中的電流I=$\frac{{U}_{R0}}{{R}_{0}}$=$\frac{U-2.5V}{{R}_{0}}$，
小燈光的額定功率P=U₀I=$\frac{2.5V（U-2.5V）}{{R}_{0}}$．
故答案為：（1）①如上圖所示；③電壓；④通過(guò)導(dǎo)體的電壓一定時(shí)，電流與電阻成反比；
（2）①R₀；②調(diào)節(jié)變阻器R₀的滑片到最右端；③$\frac{2.5V（U-2.5V）}{{R}_{0}}$．

點(diǎn)評(píng) 本題綜合考查了探究電流與電阻關(guān)系的實(shí)驗(yàn)和測(cè)量燈泡額定功率的實(shí)驗(yàn)，涉及到的知道較多，綜合性強(qiáng)，明白圖丁電路圖的含義是關(guān)鍵．