Question

【題目】小華利用如圖23所示的電路，探究電壓一定時，電流通過導體所消耗的功率與導體電阻的關系．他使用的器材有：滿足實驗要求的可調電壓的學生電源、阻值分別為5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω、30Ω的定值電阻若干、“15Ω　lA”的滑動變阻器、電流表、電壓表和開關各一只，導線若干． 以下是小華的幾個主要實驗操作步驟：
①按圖連接電路，電路中接入的定值電阻R的阻值為5Ω，閉合開關S，調節滑動變阻器滑片P，當電壓表的示數U為2V時，讀出電流表的示數I，將R、U、I值記錄在實驗數據記錄表中．
②用10Ω電阻替換5Ω電阻接入電路，閉合開關S后發現電壓表示數大于2V，調節滑動變阻器的滑片P，當電壓表示數U為2V時，讀出電流表的示數I，將R、U、I 值記錄在實驗數據記錄表中．
③仿照步驟②，用15Ω電阻替換10Ω電阻接入電路進行實驗，發現無論怎樣調節滑動變阻器的滑片P，電壓表的示數始終大于2V．

請根據以上敘述回答下列問題：
（1）在步驟②中，為使電壓表的示數由大于2V減小到2V，小華應向端調節滑片（選填“A”或“B”）．
（2）出現步驟 ③中所述現象的原因可能是（選填選項前的字母，至少有一個選項正確）
A.電源電壓低
B.電源電壓高
C.滑動變阻器最大阻值太大
D.滑動變阻器最大阻值太小
（3）針對步驟③中出現的問題，怎樣改進才能完成該實驗，請寫出你的辦法： ．

Answer 1

【答案】
（1）A
（2）BD
（3）降低電源電壓；（或換用阻值大的滑動變阻器或把控制電壓改為2V以上或增大定值電阻R值）
【解析】解：（1）用10Ω電阻替換5Ω電阻接入電路，閉合開關S后發現電壓表示數大于2V，因要保持電壓表示數不變，根據串聯電路電壓的規律，就要增大變阻器的電壓，由分壓原理，要增大變阻器連入電路中的電阻大小，向A移動滑動變阻器的滑片P，當電壓表示數U為2V；（2）當用15Ω代替10Ω的電阻時，由分壓原理，電壓表示數變大，要減小電壓表示數，類似（1）知，應增大變阻器連入電路中的電阻大小，當把滑動變阻器阻值全部接入電路時，定值電阻兩端電壓仍大于2V，根據分壓原理， ，由串聯電路電壓的規律，變阻器的電壓為U滑=U﹣UR ， 即 ， = …Ⅰ，因UR增大，由Ⅰ式，在U不變的情況下，等式左邊減小，在R不變的情況下，是因為變阻器的最大阻值太小；或在R滑、R不變的情況下，等式右邊大小不變，UR變大，是因為電源電壓U太高的原因，所以原因是滑動變阻器的最大電阻太小或電源電壓太高；故BD符合題意；（3）由Ⅰ式，要減小UR ， 在U、R不變的情況下，應增大R滑即增大變阻器的最大阻值，或在R、R滑的不變，要減小UR ， 可減小電源電壓U；或如果保持變阻器的最大阻值不變，即在R滑較小的情況下，當U、R不變時，右邊值變小，可增大UR的值；或在U、R滑不變的情況下，增大定值電阻R的值；能完成實驗，可以控制定值電阻兩端的電壓高一些，或使用電壓小一些的電源、或使用最大阻值更大的滑動變阻器、增大定值電阻R值．所以答案是：（1）A；（2）BD；（3）降低電源電壓；（或換用阻值大的滑動變阻器；或把控制電壓改為2V以上；或增大定值電阻R值）
【考點精析】根據題目的已知條件，利用探究用電器的電功率實驗的相關知識可以得到問題的答案，需要掌握測量小燈泡功率的實驗中滑動變阻器的作用：（1）保護電路（2）改變燈泡兩端的電壓，進行多次測量．