Question

20．小龍做探究“電阻上的電流跟電壓的關(guān)系”實驗

（1）小龍同學連接實物電路如圖甲所示，檢查時他發(fā)現(xiàn)有一根導線連接有錯誤，請你在這根導線上畫“×”，并用筆畫線代替導線，畫出正確的連線．（導線不得交叉）
（2）連接正確后，按實物圖在圖乙方框內(nèi)畫出電路圖．
（3）小龍同學測得的實驗數(shù)據(jù)如表所示：

R=10Ω	電壓U/V	1	2	3	4	5
	電流I/A	0.1	0.2	0.3	0.4	0.5

根據(jù)數(shù)據(jù)，得出電流I、電壓U的關(guān)系可以表述為：電阻一定時，通過導體的電流與導體兩端的電壓成正比．
（4）小龍做完實驗后，用額定電壓為2.5V的小燈泡替換了定值電阻，又做了“測量小燈泡的電功率”實驗，測得實驗數(shù)據(jù)如表：

實驗次數(shù)	1	2	3
U/V	2.8	2.5	2.0
I/A	0.26	0.25	0.22

①小燈泡的額定功率為0.625W．
②他發(fā)現(xiàn)隨滑動變阻器阻值的變大，燈變暗，小燈泡的亮度由實際功率決定．
③若閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)電壓表的指針向左邊偏轉(zhuǎn)，這是由于電壓表的正負接線柱接反了．
④若實驗時剛閉合開關(guān)，小燈泡就發(fā)出耀眼的光，則原因是滑動變阻器的滑片沒有處于最大阻值處．
⑤若在實驗中．小燈泡的燈絲突然被燒斷，則電壓表的示數(shù)變大（填“變大”“變小”或“不變”）．

Answer 1

分析 （1）實驗中，應(yīng)將電壓表與燈泡并聯(lián)，電流表、滑動變阻器與燈泡串聯(lián)，且滑動變阻器要接一上一下；
（2）根據(jù)電路元件的連接方式畫出電路圖；
（3）判斷電流與電壓的關(guān)系，就要先橫比觀察電流或電壓的變化規(guī)律，然后縱比比較電流與電壓的對應(yīng)關(guān)系．
（4）①燈泡在額定電壓下的功率為額定功率，由表中數(shù)據(jù)找出燈泡額定電壓對應(yīng)的電流，然后由公式P=UI求出燈泡的額定功率；
②小燈泡的亮度由實際功率決定；
③電壓表在使用前應(yīng)先調(diào)零，在接入電路時應(yīng)與被測電路并聯(lián)，并且使電流從正接線柱流入，負接線柱流出．
④首先確定電路的連接，然后根據(jù)燈泡發(fā)光很強來判斷故障原因，再根據(jù)Q=I²Rt分析燈泡熄滅的原因；
⑤燈泡突然燒斷，燈泡斷路，電壓表兩極直接與電源兩極相連，電壓表測電源電壓，電壓表示數(shù)變大．

解答 解：（1）由圖甲可知，電壓表串聯(lián)在電路中，電流表與電阻并聯(lián)，這是錯誤的；圖中連錯的導線是變阻器的左下接線柱與電阻右端接線柱之間的導線；故應(yīng)去掉該導線，重新連線使電壓表并聯(lián)在定值電阻兩端，電流表與定值電阻串聯(lián)；如圖所示：

（2）由實物電路圖可得電路圖如圖所示：

（3）觀察實驗數(shù)據(jù)知：電壓都是以第一組電壓數(shù)值的整數(shù)倍增加的；電流也是以第一組電流數(shù)值的整數(shù)倍增加的，并且同一組電流與電壓增大的程度相同，所以成正比，即：電阻一定時，通過導體的電流與導體兩端的電壓成正比．
（4）①由表中數(shù)據(jù)知，燈泡的額定電壓2.5V時，對應(yīng)的電流是0.25A，
則燈泡的額定功率P=UI=2.5V×0.25A=0.625W；
②小燈泡的亮度由實際功率決定；
③在使用電壓表測電壓時，閉合開關(guān)后，發(fā)現(xiàn)電壓表指針向左邊偏轉(zhuǎn)，這是因為電壓表的正負接線柱接反了；
④電路連接好后，閉合開關(guān)，小燈泡發(fā)出耀眼的光，說明滑動變阻器接入電路中的阻值較小，電路中的電流較大，由Q=I²Rt可知，單位時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量太多，燈絲被燒斷了；即故障原因為閉合開關(guān)前，滑動變阻器的滑片沒有處于最大阻值處；
⑤實驗中小燈泡的燈絲突然被燒斷，則電壓表串聯(lián)在電路中，測量電源電壓，電壓表的示數(shù)變大．
故答案為：（1）見上圖；（2）見上圖；（3）通過導體的電流與導體兩端的電壓；
（4）①0.625；②實際功率；③正負接線柱接反了；④滑動變阻器的滑片沒有處于最大阻值處；⑤變大．

點評 本題考查了連接實物圖、實驗的注意事項、電路故障分析、求燈泡額定功率、測燈泡的電阻；為保護電路，在連接實物圖時開關(guān)應(yīng)斷開，滑動變阻器接入電路的阻值應(yīng)為最大阻值．