Question

【題目】下面是小明和小亮等同學進行的電學實驗：

（1）小明為了探究通過導體的電流跟電阻的關系，設計了如圖所示的電路。

①請用筆畫代替導線完成圖甲電路的連接____________。

②小明看到了鄰組同學在閉合開關后，電流表的指針偏向“0”刻度線的左側，原因是電流表_________。

③如果小明連接電路時接入的電阻為5Ω，控制電阻兩端的電壓為2V，那么將5Ω的電阻換成10Ω的電阻時，應將滑動變阻器的滑片向_____端調(diào)節(jié)，使電壓表示數(shù)為_____V；把10Ω的電阻換成20Ω的電阻，無論怎樣調(diào)節(jié)滑片都無法使電壓表示數(shù)調(diào)到控制值，說明他選擇的滑動變阻器_________。

④更換器材后，重新實驗，將數(shù)據(jù)記錄在表格中，分析實驗數(shù)據(jù)可得出：當電壓一定時，導體中的電流與導體的電阻成______比。

（2）小亮將電阻換成標有“2.5V”字樣的小燈泡，測量其不同電壓下的電功率。

①正確連接電路，閉合開關，發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，電壓表有示數(shù)，電流表指針幾乎不動，產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因是_______________。

②排除故障，繼續(xù)實驗，如圖所示是某次實驗電流表的示數(shù)為______A。最后根據(jù)實驗數(shù)據(jù)畫出I﹣U圖象，如圖所示，根據(jù)圖象求出小燈泡正常發(fā)光時的功率為________W。

通過分析I﹣U圖象，發(fā)現(xiàn)小燈泡的電阻隨電壓升高逐漸變大，其原因是___________。

（3）完成上述實驗后，小亮又重新設計了電路，如圖所示，測量另一個小燈泡的額定功率，這個小燈泡正常工作的電流為I1。請完成實驗步驟（已知電源電壓為U）。

①只閉合開關S1，移動滑動變阻器R2的滑片，使電流表示數(shù)為_______；

②只閉合開關S2，保持滑動變阻器R2的滑片位置不變，____________使電流表示數(shù)為I1；再將滑動變阻器R2的滑片調(diào)到最左端，讀出電流表的示數(shù)為I2；

③則小燈泡的額定功率表達式為P額=_________。

Answer 1

【答案】電流表正負接線柱接反了左2最大阻值太小了反燈泡斷路0.10.625燈絲電阻受溫度影響I1調(diào)節(jié)滑動變阻器R1的滑片UI12/ I2

【解析】

（1）①電壓表應并聯(lián)在定值電阻的兩端，所以應將定值電阻的左接線柱與電壓表的“-”接線柱或變阻器下端接線柱連接，如圖：

②閉合開關后，電流表的指針偏向“0”刻度線的左側，原因是電流表正負接線柱接反了；③在探究電流與電阻關系時，應保持電壓的大小不變，所以當電阻從5Ω換成10Ω時，電阻變大，分壓變大，應向左調(diào)整滑片，使電壓表示數(shù)仍為2V；

滑動變阻器在電路中起分壓作用，當定值電阻換成20Ω后，變阻器必須繼續(xù)調(diào)大，才能確保定值電阻兩端的電壓仍為2V，如果無論怎樣調(diào)節(jié)滑片都無法使電壓表示數(shù)調(diào)到控制值，說明她選擇的滑動變阻器最大阻值太小了；

④由實驗數(shù)據(jù)可知，當電壓一定時，導體中的電流與導體的電阻成反比。

（2）①閉合開關，發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，電流表指針幾乎不動，說明為斷路，電壓表有示數(shù)，說明電壓表并聯(lián)部分斷路了，因此產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因是燈泡斷路；

②讀圖乙可知，電流表的量程為0～0.6A，分度值為0.02A，其示數(shù)為0.1A；

讀圖丙可得，當電壓為2.5V時，電路中的電流為0.25A，則小燈泡的額定功率為：

；

③過分析I-U圖象，發(fā)現(xiàn)小燈泡的電阻隨電壓升高逐漸變大，其原因是燈絲電阻受溫度影響，溫度越高，燈絲電阻越大。

（3）分析實驗的原理可以得出其具體的步驟為：

①只閉合開關S1，移動滑動變阻器R2的滑片，使電流表示數(shù)為I1；

②只閉合開關S2，保持滑動變阻器R2的滑片位置不變，調(diào)節(jié)滑動變阻器R1的滑片使電流表示數(shù)為I1；再將滑動變阻器R2的滑片調(diào)到最左端，讀出電流表的示數(shù)為I2；

③則小燈泡的電阻與變阻器R1此時的電阻相同，即，

則小燈泡的額定功率為；

。