Question

【題目】為了探究“電流與電阻的關(guān)系”，小華同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖甲所示的電路（電源壓恒為6V）

（1）小華閉合開關(guān)后，向左調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片時(shí)，發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)_____（填“變大”、“變小”或“不變”），她意識(shí)到電路連接有錯(cuò)誤。請(qǐng)你在連接錯(cuò)誤的導(dǎo)線上打“×”，并補(bǔ)畫出一條正確的連線_______。

（2）小華選取的滑動(dòng)變阻器R1上標(biāo)有“20Ω 1A”的字樣，她選擇的六個(gè)定值電阻阻值分別為10Ω、20Ω、30Ω、40Ω、50Ω、60Ω．她首先將10Ω電阻接入電路，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，使電壓表示為4V，讀出并記錄電流表的示數(shù)，完成本次實(shí)驗(yàn)后，又換用其他電阻繼續(xù)實(shí)驗(yàn)，按照她的實(shí)驗(yàn)思路，每次都只連入一個(gè)定值電阻，她最多可以完成_____次實(shí)驗(yàn)。完成實(shí)驗(yàn)后，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得到的結(jié)論是電壓一定時(shí)，_____。

（3）小華完成實(shí)驗(yàn)后將定值電阻拆下，換成一個(gè)額定電壓為3.8V的小燈泡，測(cè)其額定功率。她直接閉合開關(guān)后，發(fā)現(xiàn)燈泡兩端電壓為3V，為使小燈泡正常發(fā)光，應(yīng)將變阻器滑片向_____（填“A”或“B”）端滑動(dòng)，當(dāng)小燈泡正常發(fā)光時(shí)，電流表示數(shù)如圖乙所示，則燈泡的額定電流為_____A，額定功率為_____W．小華又測(cè)了幾組小燈泡的電壓值和電流值，發(fā)現(xiàn)通過燈泡的電流跟它兩端的電壓不成正比，原因是_____。

（4）小華換用一個(gè)額定電壓為U額（U額＜6V）的燈泡，仍保留原電源和滑動(dòng)變阻器R1，又取了一個(gè)滑動(dòng)變阻器R2，設(shè)計(jì)了如圖丙所示的電路，測(cè)量燈泡的額定功率，請(qǐng)幫她將實(shí)驗(yàn)步驟補(bǔ)充完整：

①把電壓表接在a、b兩點(diǎn)間，將滑動(dòng)變阻器_____（填“R1”或“R2”）的滑片調(diào)到最右端，調(diào)節(jié)另一個(gè)滑動(dòng)變阻器滑片，使電壓表示數(shù)為U額；

②把電壓表改接在b、c兩點(diǎn)間，保持兩滑動(dòng)變阻器R1、R2滑片的位置不變，讀出電壓表的示數(shù)為U；

③燈泡額定功率表達(dá)式為P額=_____。

Answer 1

【答案】 不變 4 通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比 A 0.3 1.14 燈絲的電阻隨溫度的升高而變大 R1 P額=U額×

【解析】 (1)甲圖中，電流表與電阻并聯(lián)，電壓表串聯(lián)在電路中了，電壓表測(cè)電源電壓，故向左調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片時(shí)，發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)不變；電壓表應(yīng)與電阻并聯(lián)，電流表應(yīng)與電阻串聯(lián)，如下所示：

(2)滑動(dòng)變阻器R1上標(biāo)有“20Ω1A”的字樣，表示變阻器的最大電阻為20Ω，探究電流與電阻的關(guān)系，應(yīng)保持電阻兩端的電壓不變，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，變阻器分得的電壓：U滑＝6V4V＝2V,電壓表示數(shù)為變阻器分得的電壓的＝2倍，根據(jù)分壓原理，定值電阻大小為變阻器連入電路電阻的2倍，當(dāng)變阻器的最大電阻連入電路時(shí)，定值電阻有最大值：R定大＝2×20Ω＝40Ω，她最多可以用10Ω、20Ω、30Ω、40Ω的電阻完成4次實(shí)驗(yàn)。完成實(shí)驗(yàn)后，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得到的結(jié)論是：電壓一定時(shí)，通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比；(3)燈在額定電壓下正常發(fā)光，3V小于燈的額定電壓2.5V，應(yīng)增大燈的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，應(yīng)減小變阻器的電壓，由分壓原理，應(yīng)減小變阻器連入電路中的電阻大小，故滑片向A端移動(dòng)，直到電壓表示數(shù)為額定電壓3.8V；燈正常發(fā)光時(shí)，電流表示數(shù)如圖乙所示，圖中電流表選用小量程，分度值為0.02A，則燈泡的額定電流為0.3A，額定功率為：P＝UI＝3.8V×0.3A＝1.14W；因燈絲的電阻隨溫度的升高而變大,故燈絲的電阻不是一個(gè)定值,根據(jù)I＝，故通過燈泡的電流跟它兩端的電壓不成正比；(4)①把電壓表接在a、b兩點(diǎn)間,將滑動(dòng)變阻器R1的滑片調(diào)到最右端,調(diào)節(jié)另一個(gè)滑動(dòng)變阻器滑片,使電壓表示數(shù)為U額；②把電壓表改接在b、c兩點(diǎn)間,保持兩滑動(dòng)變阻器R1、R2滑片的位置不變，讀出電壓表的示數(shù)為U；③在①中，電壓表測(cè)燈的電壓，燈正常發(fā)光；在②中,因兩滑片位置不動(dòng),電路連接及各電阻大小不變,燈仍正常工作,由歐姆定律,此時(shí)通過R1的最大電阻的電流：I1＝，根據(jù)串聯(lián)電路電流的規(guī)律，燈的額定電流為：IL＝I1＝，燈泡額定功率表達(dá)式為P額＝U額×.