Question

【題目】某物理小組進行電學探究實驗。

次數(shù)	一	二	三
U/V	4	6	8
I/A	0.2	0.3	0.4

（1）軒軒探究“電流與電阻兩端電壓的關(guān)系”，他利用電源（電壓為10V）、電流表、電壓表、定值電阻（阻值為20Ω）、滑動變阻器（“40Ω 1A”）、開關(guān)和若干導線，進行實驗探究。

①軒軒連接完圖甲所示的電路后，立即閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)電壓表的示數(shù)為_____V．此時電流表的示數(shù)為_____A。

②軒軒發(fā)現(xiàn)電路中有一條導線連接錯誤，請你幫他在錯誤的導線上畫“×”，并用筆畫線代替導線畫出正確的連線。

（_____________）

③改正錯誤后，車南將滑動變阻器的滑片移到最_____（選填“右”或“左”）端，閉合開關(guān)，他多次改變滑動變阻器的阻值，得到了如上表所示的電壓表和電流表的數(shù)據(jù)，可得出結(jié)論：當電阻一定時，_____。

④軒軒又利用以上的器材連接了如圖乙所示的電路圖，探究“電流與電阻大小的關(guān)系”。實驗中。他在a、b間分別接入20Ω、30Ω、40Ω、50Ω、60Ω的定值電阻，為了能完成這五次實驗，他應控制電壓表示數(shù)不變的范圍是：_____V﹣10V。

（2）寧寧想測一個額定電壓為3.8V的小燈泡L的額定功率。他在圖乙中的a、b間接入這只燈泡，實驗時，他調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片到某一位置時，電壓表的示數(shù)為2.5V，寧寧應該向_____（選填“左”或“右”）調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，使電壓表的示數(shù)為3.8V，此時，電流表的示數(shù)如圖丙所示，則小燈泡的額定功率為_____W。

（3）寧寧發(fā)現(xiàn)實驗桌上有一個未標阻值的定值電阻Rx．于是利用剛剛實驗用的小燈泡L（已知U額和P額）又找來了一個電壓未知的電源、滑動變動阻器、電流表，開關(guān)和若干導線，設計了如圖丁所示的電路圖并測出了Rx的阻值，請你將他的實驗步驟和表達式補充完整。

①閉合開關(guān)S1，將S2接_____（選填“a”或“b”），調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，使電流表的示數(shù)為_____（用已知物理量的符號表示）

②閉合開關(guān)S1，將S2接另一觸點，讀出此時電流表的示數(shù)為I1；

③則表達式Rx＝_____（用字母表示）。

Answer 1

【答案】0 0.5 左 通過導體的電流與導體的電壓成正比 6 右 1.9 b

【解析】

(1)①[1][2]圖甲所示的電路中變阻器連入電路的電阻為0，電壓表與電流表并聯(lián)，電壓表示數(shù)為0，由歐姆定律電路中的電流：

；

②[3]電壓表應與電阻并聯(lián)，如下所示：

③[4]為保證電路安全連接電路時應將滑動變阻器的滑片移到阻值最大處，即最左端；

[5]由表格數(shù)據(jù)可知，電壓為原來的幾倍，通過的電流為原來的幾倍，即當電阻一定時，通過導體的電流與導體的電壓成正比；

④[6]研究電流與電阻的關(guān)系時，要控制電壓表示數(shù)U表不變，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，變阻器分得的電壓：

U滑＝U﹣U表，

根據(jù)分壓原理有：

即

，

因電壓表示數(shù)保持不變，故上式左邊為一定值，右邊也為定值，當變阻器最大電阻連入時，對應的定值電阻最大，即

，

故U表＝6V，即應控制電壓表示數(shù)不變的范圍是6V﹣10V；

(2)[7]燈在額定電壓下正常發(fā)光，示數(shù)為2.2V，小于燈的額定電壓2.5V，應增大燈的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，應減小變阻器的電壓，由分壓原理，應減小變阻器連入電路中的電阻大小，故滑片向右移動，直到電壓表示數(shù)為額定電壓；

[8]圖丙中，電流表選用小量程，分度值為0.02A，示數(shù)為0.5A，燈的額定額定功率：

PL＝ULIL＝3.8V×0.5A＝1.9W；

(3) [8][9][10]①閉合開關(guān)S1，將S2接b，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，使電流表的示數(shù)為小燈泡的額定電流即示數(shù)為；

②閉合開關(guān)S1，將S2接另一觸點，讀出此時電流表的示數(shù)為I1；

在①中，電流表測通過燈的電流，根據(jù)歐姆定律，此時燈正常發(fā)光，

在②中，因電路的連接關(guān)系沒有變，各用電器的電阻和電壓均不變，燈仍正常發(fā)光，此時電流表測燈與待測電阻并聯(lián)的電流，由并聯(lián)電路電流的規(guī)律，通過待測電阻的電流：

；

由歐姆定律可得表達式為：

。