Question

11．如圖所示在“探究一定電壓下，電流與電阻的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，老師提供的實(shí)驗(yàn)器材有：電源（電壓恒為4.5v），電流表、電壓表、開關(guān)各一個(gè)，四個(gè)定值電阻（5Ω、10Ω、15Ω、20Ω），兩只滑動(dòng)變阻器（規(guī)格分別為“10Ω  2A”、“20Ω  1A”），導(dǎo)線若干．
（1）請(qǐng)根據(jù)甲電路圖用筆畫線代替導(dǎo)線將圖乙實(shí)物圖連接完整；

（2）為了完成該實(shí)驗(yàn)探究，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選擇20Ω 1A的規(guī)格．按圖乙連接好電路，閉合開關(guān)前，變阻器的滑片P應(yīng)調(diào)至最右（選填“左”或“右”）端．
（3）連好電路閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)電壓表無示數(shù)，電流表有示數(shù)，則故障可能是R短路．
（4）排除故障后，小明在a、b間先接入5Ω的電阻，閉合開關(guān)，移動(dòng)滑片P，使電壓表示數(shù)為2.5V，并記下相應(yīng)的電流值；再改接10Ω的電阻，此時(shí)滑片P應(yīng)向F（選填“E”或“F”）端移動(dòng)，小明移動(dòng)變阻器滑片P的目的是控制定值電阻兩端的電壓為2.5V不變．
（5）小明又將乙圖中的定值電阻R換成標(biāo)有“2.5V”的小燈泡，圖丙是使該燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流表的示數(shù)，則該燈泡的額定功率為0.5W．
（6）若將電阻R換成電動(dòng)機(jī)，則當(dāng)滑片P向左滑動(dòng)時(shí)，它的轉(zhuǎn)速將變快（選填“快”或“慢”）．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)電路圖連接實(shí)物，注意導(dǎo)線不要交叉和電表量程選擇適當(dāng)；
（2）探究電流與電阻的關(guān)系，應(yīng)控制電阻兩端電壓保持不變，更換電阻后要移到滑片，使電壓表示數(shù)保持不變；由歐姆定律求出最大阻值的滑動(dòng)變阻器接入電路時(shí)的電路電流，然后由串聯(lián)電路特點(diǎn)及歐姆定律求出此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值，然后選擇滑動(dòng)變阻器連接滑動(dòng)變阻器時(shí)，在閉合開關(guān)前，使滑動(dòng)變阻器處于阻值最大處，根據(jù)連接確定滑片的移動(dòng)方向；
（3）連好電路閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)電壓表無示數(shù)，電流表有示數(shù)，則故障可能是電阻發(fā)生短路或電壓表斷路；
（4）根據(jù)串分壓的知識(shí)，先判斷出改接后電壓表的示數(shù)變化，然后判斷滑片的移動(dòng)方向；
（5）讀出電流表示數(shù)，根據(jù)公式P=UI，計(jì)算出電功率大��；
（6）由電路圖分析可知當(dāng)滑片向左移動(dòng)時(shí)，電路電阻減小，電流變大，由此分析解答．

解答 解：（1）電流表與電阻串聯(lián)，由圖丙可知，電流表用0～0.6A的量程，如圖所示：

（2）由題意可知，當(dāng)20Ω的電阻接入電路時(shí)，電路中的電流為I=$\frac{U}{R}$=$\frac{2.5V}{20Ω}$=0.125A，此時(shí)滑動(dòng)變阻器兩端電壓U_滑=4.5V-2.5V=2V，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值R=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{2V}{0.125A}$=16Ω，
則應(yīng)選規(guī)格為“20Ω 1A”的滑動(dòng)變阻器；連接滑動(dòng)變阻器時(shí)，在閉合開關(guān)前，使滑動(dòng)變阻器處于阻值最大處，根據(jù)乙圖可知滑片應(yīng)該移動(dòng)到右端；
（3）連好電路閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)電壓表無示數(shù)，電流表有示數(shù)，則故障可能是電阻發(fā)生短路或電壓表斷路；
（4）改接10Ω的電阻后，電壓表的示數(shù)變大，則應(yīng)增大滑動(dòng)變阻器的阻值，將滑片向右端即F端滑動(dòng)，使電壓表的示數(shù)保持2.5V不變；
（5）電流表的讀數(shù)為：I=0.2A，則P=UI=2.5V×0.2A=0.5W；
（6）當(dāng)將R換為電動(dòng)機(jī)，則當(dāng)滑片P向左滑動(dòng)時(shí)，電路電阻減小，電流變大，它的轉(zhuǎn)速將變快．
故答案為：（1）如上圖；（2）“20Ω  1A”；右；（3）R短路；（4）F；控制定值電阻兩端的電壓為2.5V不變；（5）0.5；（6）快．

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵：一是知道滑動(dòng)變阻器在本實(shí)驗(yàn)中的作用和使用，二是會(huì)根據(jù)控制變量法設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)和分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出結(jié)論．