Question

【題目】小明要測量額定電壓為3.8V的小燈泡正常發光時的電阻。選擇了一些器材進行實驗，其中電源電壓為6V恒定，滑動變阻器R上標有“20Ω 1A” 字樣。

(1)連成圖甲所示電路，將滑動變阻器的阻值調到最大，閉合開關，向左移動滑片，發現電流表示數______（選填 “變大”、“變小”或“不變”）。經檢查發現電路中有一根導線連接錯誤，請在該導線上打“×”，并畫出正確的連線______；

(2)排除故障后，繼續進行實驗，調節滑動變阻器的滑片使小燈泡正常發光，此時電流表示數如圖乙所示，小燈泡正常發光時電阻為______Ω；

(3)完成實驗后，還想探究“導體中的電流與電阻的關系”，選取了10Ω、20Ω、40Ω的定值電阻，利用上述器材完成探究。為了使三個電阻單獨接入電路都能完成實驗，應控制定值電阻兩端的電壓不低于______V；

(4)實驗結束后，小明沒有用電流表，又多用了一個滑動變阻器R2（最大阻值用R0表示），他設計如圖丙所示電路，測出了額定電壓為2.5V的小燈泡的額定功率，請補全下列步驟：

①閉合開關S，先調節滑動變阻器______（選填 “R1”或“R2”）的滑片到最左端，再調節另一滑動變阻器的滑片，直到電壓表示數為2.5V時為止，小燈泡正常發光：

②接著______，讀出此時電壓表示數為U；

③小燈泡額定功率表達式P=______（用題中已知量和所測量字母表示）

Answer 1

【答案】不變 10 4 R2 保持變阻器R1的滑片不動，調節變阻器R2的滑片到最右端

【解析】

(1)[1][2]由圖甲可知，電壓表串聯在電路中，電流表與燈并聯，因電壓表內阻很大，故電流表示數為0，將滑動變阻器的阻值調到最大，閉合開關，向左移動滑片，發現電流表示數不變，仍為0，電流表應與燈串聯，電壓表與燈并聯，如下圖所示：

(2)[3]調節滑動變阻器的滑片，當電壓表示數為3.8V時，小燈泡正常發光，此時電流表示數如圖乙所示，電流表選用小量程，分度值為0.02A，電流為0.38A，由歐姆定律，小燈泡正常發光時電阻為

R==10Ω

(3)[4]由串聯電路的規律及分壓原理有

方程左邊為一定值，故右邊也為一定值，當變阻器連入電路的電阻最大時，對應的定值電阻應最大，變阻器分得的電壓最大，控制電阻的電壓最小，有

UV=4V

為了使三個電阻單獨接入電路都能完成實驗，他應控制定值電阻兩端的電壓不低于4V。

(4)①[5]閉合開關，先調節滑動變阻器R0的滑片到最左端，此時電壓表只測燈泡兩端的電壓，再調節另一滑動變阻器的滑片，直到電壓表示數為2.5V時為止（即達到燈泡的額定電壓U0），此時燈泡正常發光。

②[6]保持變阻器R1的滑片不動，接著調節變阻器R2的滑片到最右端，此時電壓表測燈泡與變阻器R2串聯的總電壓，讀出這時壓表的示數為U。

③[7]燈泡正常發光后，由于保持變阻器R的滑片不動，則電路中電流不變、燈泡兩端的電壓保持不變，因串聯電路中總電壓等于各分電壓之和，當變阻器R2的滑片到最右端時，R2兩端的電壓

UR2=U-2.5V

由歐姆定律，此時電路中的電流

I=

串聯電路中各處的電流相等，即燈正常發光時的電流

IL=

小燈泡的額定功率

P=U0IL=2.5V×