Question

【題目】小明在實驗室探究電學實驗，有如下器材：電壓表、電流表、滑動變阻器、開關、電源（電壓恒為4.5V）、定值電阻R（分別為5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω）、小燈泡（額定電壓為2.5V）、導線若干。

(1)在探究“電流與電阻的關系”實驗中：

①小明設計了如圖甲所示電路，請你幫他將圖乙所示的實物圖連接完整_____。

②閉合開關前，要將滑動變阻器滑片移至_____（選填“A”或“B”）端。

③閉合開關，發現無論如何移動滑動變阻器的滑片，電流表有示數，電壓表示數為零，此時電路出現的故障可能是_____。

④小明排除故障后繼續實驗，先將5Ω的電阻接入電路，閉合開關，調節滑動變阻器的滑片，直到電壓表示數為2.5V，記下電流表示數；斷開開關，把5Ω電阻換為10Ω的電阻（滑片的位置沒有動），再閉合開關，應向_____（選填“A”或“B”）端移動滑動變阻器的滑片，才能使電壓表示數仍為2.5V，同時再記下電流表的示數。

⑤為確保所給的5個定值電阻接入電路后都能正常進行實驗，那么，應該選取最大阻值不小于_____Ω的滑動變阻器。

(2)完成以上實驗后，小明將定值電阻換成小燈泡，想要測量它的電阻。在不損壞小燈泡的情況下，移動滑動變阻器的滑片，記錄多組小燈泡兩端的電壓值及對應的電流值，根據這些數據繪制出了小燈泡的“I—U”關系圖象（如圖丙所示）。分析圖象可知，小燈泡正常工作（即在2.5V電壓下工作）時燈絲電阻為_____Ω。

Answer 1

【答案】 A 定值電阻R短路 A 20 10

【解析】

(1)[1]在探究“電流與電阻的關系”實驗中，定值電阻與滑動變阻器串聯，電壓表接在定值電阻兩端，滑動變阻接線柱一上一下接入電路，電路連接如圖：

[2]滑動變阻器在電路中起保護電路的作用，閉合開關前，滑動變阻器滑片應移動到阻值最大處，圖中應置于A端。

[3]閉合開關，發現無論如何移動滑動變阻器的滑片，電流表有示數，說明電路閉合完整，為通路。電壓表示數為零，此時電路出現的故障可能電壓表測量對象短路，即定值電阻R短路。

[4]在探究“電流與電阻的關系”實驗時，以控制變量為原則，每次實驗都通過調節滑動變阻器的滑片使電壓表示數保持相同。本實驗中，把5Ω電阻換為10Ω的電阻后（滑片的位置沒有動），根據串聯電路分壓規律

可知換為10Ω的電阻后定值電阻分壓增加，則需要將滑動變阻器阻值調大，圖中滑動變阻滑片向A端移動時電阻增加，則可將定值電阻兩端電壓降到2.5V。

[5]根據串聯電路分壓規律，結合本實驗，接入電路的定值電阻阻值越大，與其串聯的滑動變阻器接入電路的阻值也越大。已知電源電壓為4.5V，每次實驗定值電阻兩端電壓都調為2.5V，最大的定值電阻為25Ω，則

解得為確保所給的5個定值電阻接入電路后都能正常進行實驗，應選取的滑動變阻器最大阻值為。

(2)[6]分析圖丙可知，小燈泡的“I—U”關系圖象為曲線，小燈泡燈絲電阻隨溫度升高而變大。燈泡額定電壓為2.5V，圖中顯示燈在額定電壓下工作時電流為0.25A，由歐姆定律得電燈泡正常工作時的電阻為