Question

11．歸納總結(jié)是學(xué)習(xí)物理的一種良好習(xí)慣．小明學(xué)完電學(xué)后，發(fā)現(xiàn)如圖1所示的電路圖可以用來完成我們教材中的多個(gè)實(shí)驗(yàn)探究：
（1）利用它可以研究電流與電壓的關(guān)系，實(shí)驗(yàn)中滑動(dòng)變阻器的作用是：改變電路中的電流和電壓，進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)．
（2）利用它可以研究電流與電阻的關(guān)系，實(shí)驗(yàn)中把5Ω的定值電阻換成10Ω的定值電阻后，下一步應(yīng)進(jìn)行的操作是：調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使電壓表的示數(shù)保持不變
（3）利用它可以測(cè)量未知電阻的阻值．小麗利用此電路圖連接了一個(gè)測(cè)電阻的電路，閉合開關(guān)后，發(fā)現(xiàn)電流表和電壓表都有示數(shù)，但調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，電表的示數(shù)卻不發(fā)生變化，可能的原因是：滑動(dòng)變阻器接入的是上面兩個(gè)接線柱或滑動(dòng)變阻器接入的是下面兩個(gè)接線柱；
另一同學(xué)連完電路實(shí)驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)電壓表的示數(shù)增大時(shí)，電流表的示數(shù)卻減小，你認(rèn)為原因是：電壓表并聯(lián)在滑動(dòng)變阻器的兩端．
（4）把圖1中的定值電阻換成小燈泡還可以測(cè)量小燈泡的額定功率．小明想測(cè)量一個(gè)額定電壓為2.5V小燈泡的額定功率（電阻大約是10Ω）．
①請(qǐng)你幫他連好實(shí)物圖（圖2）

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	1	2	3
電壓U/V	2.0	2.5	3.0
電流I/A	0.25	0.3	0.33

②閉合開關(guān)，移動(dòng)滑片P到某一點(diǎn)時(shí)，電壓表示數(shù)為2.2V，若他想測(cè)量小燈泡的額定功率，應(yīng)將圖中滑片P向B（選填“A”或“B”）端移動(dòng)，使電壓表的示數(shù)為2.5V．
③上表是小明同學(xué)記錄的測(cè)量結(jié)果：小燈泡的額定功率為0.75W．

Answer 1

分析 （1）滑動(dòng)變阻器的作用：一是保護(hù)電路；二是改變電路電流或改變電壓；
（2）探究通過導(dǎo)體的電流與電阻的關(guān)系實(shí)驗(yàn)要控制電阻兩端電壓不變，更換電阻后，首先應(yīng)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，應(yīng)控制電壓表示數(shù)保持不變；
（3）在連接好電路后閉合開關(guān)，電流表和電壓表都有示數(shù)，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片，電表示數(shù)都不變，說明滑動(dòng)變阻器都接到上面或下面兩個(gè)接線柱上；
測(cè)量未知電阻的阻值時(shí)，未知電阻與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，電流表串聯(lián)在電路中測(cè)電路電流，隨電流增大，電阻兩端的電壓變大，滑動(dòng)變阻器兩端的電壓變小，據(jù)此分析原因．
（4）①根據(jù)歐姆定律求出燈泡額定電流的大約值，從而確定電流表的量程，然后將電流表、燈泡以及滑動(dòng)變阻器串聯(lián)連接，注意滑動(dòng)變阻器按一上一下原則接線；
②當(dāng)燈泡兩端電壓為額定電壓時(shí)，燈泡的實(shí)際功率等于額定功率，根據(jù)串聯(lián)電路分壓的特點(diǎn)判斷滑動(dòng)變阻器移動(dòng)的方向；
③根據(jù)表中數(shù)據(jù)燈泡兩端電壓為額定電壓時(shí)，通過燈泡的電流，根據(jù)P=UI即可求出燈泡的額定功率．

解答 解：（1）研究電流與電壓的關(guān)系時(shí)，滑動(dòng)變阻器起改變電路中的電流和電壓的作用，從而進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)．
（2）實(shí)驗(yàn)過程中，把電阻R由5Ω換成了10Ω的定值電阻后，閉合開關(guān)，首先應(yīng)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使電壓表的示數(shù)保持不變；
（3）閉合開關(guān)后，電流表和電壓表都有示數(shù)；但無論怎樣調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，電流表和電壓表的示數(shù)均不變，說明滑動(dòng)變阻器接入的是上面兩個(gè)接線柱或滑動(dòng)變阻器接入的是下面兩個(gè)接線柱；
移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片時(shí)，電流表的示數(shù)減小，說明電路總電阻增大，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值增大，則滑動(dòng)變阻器的分壓增大，電壓表的示數(shù)增大，說明電壓表并聯(lián)在滑動(dòng)變阻器的兩端；
（4）①燈泡的額定電流約：I=$\frac{U}{R}$=$\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A，因此電流表量程選擇0～0.6A；
使電流表的0.6A接線柱與燈泡的左接線柱相連，燈泡的右接線柱與滑動(dòng)變阻器的左上接線柱相連，如下圖所示：

②已知2.2V小于燈泡的額定電壓，要想測(cè)量小燈泡的額定功率，需增大燈泡兩端電壓，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的特點(diǎn)可知，需減小滑動(dòng)變阻器兩端電壓，即減小滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值，故需將滑動(dòng)變阻器的滑片向B端移動(dòng)，直到電壓表的示數(shù)為燈泡的額定電壓2.5V；
③根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，當(dāng)燈泡兩端電壓為2.5V時(shí)，通過燈泡的電流為0.3A，故燈泡的額定功率：P=UI=2.5V×0.3A=0.75W．
故答案為：（1）改變電路中的電流和電壓，進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)；
（2）調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使電壓表的示數(shù)保持不變；
（3）滑動(dòng)變阻器接入的是上面兩個(gè)接線柱或滑動(dòng)變阻器接入的是下面兩個(gè)接線柱；電壓表并聯(lián)在滑動(dòng)變阻器的兩端；
（4）②B；2.5；③0.75W．

點(diǎn)評(píng) 本題通過探究“電流與電壓、電阻”的關(guān)系以及測(cè)量小燈泡電功率的實(shí)驗(yàn)考查了滑動(dòng)變阻器的作用、故障的分析、控制變量法的應(yīng)用、歐姆定律的應(yīng)用、串聯(lián)電路分壓的特點(diǎn)及額定功率的計(jì)算，綜合性強(qiáng)，涉及的知識(shí)點(diǎn)多，有一定的難度．