Question

【題目】甲乙兩小組探究“電流與電壓和電阻的關系”．實驗室提供的實驗器材有：電源（電壓恒為4.5V），電流表、電壓表各一個，開關一個，四個定值電阻（5Ω、10Ω、15Ω、20Ω），兩只滑動變阻器（規格分別為“20Ω 2A”“50Ω 1A”），小燈泡一只（額定電壓2.5V），導線若干．

（1）甲小組探究“電流與電壓的關系”．請你根據圖甲的電路圖用筆劃線代替導線將圖乙中的實物電路連接完整_____．

（2）他們將5Ω的電阻接入電路，檢查無誤后閉合開關，發現電壓表無示數，電流表有示數，造成這一現象的原因可能是________（寫出一條即可）

排除故障后進行實驗得到的數據如下表，由此可得到的實驗結論是________．

（3）乙小組探究“電流與電阻的關系”．

①將5Ω的電阻接入電路，檢查無誤后閉合開關，移動滑片，使電壓表的示數為1.5V，并記下相應的電流值．再用10Ω的電阻替代5Ω的電阻，此時滑片應向________（選填“左”或“右”）端移動直到電壓表的示數為________V，讀出電流表的示數．

②為了完成用四個定值電阻進行實驗，應選擇滑動變阻器的規格是　________　．

③他們用小燈泡替換定值電阻，移動滑片，使小燈泡正常發光，電流表示數如圖丙所示，則小燈泡的額定功率是　________W．

Answer 1

【答案】定值電阻短路（或電壓表短路、或電壓表斷路）電阻一定時，電流與電壓成正比右； 1.5；“50Ω 1A”；0.85

【解析】

（1）按照圖甲的電路圖，將圖乙中定值電阻、滑動變阻器串聯接入電路，電壓表并聯在電阻兩端，由于滑動變阻器已接了左下角的接線柱，所以應將其上面的一個接線柱接入電路中，如圖所示：

（2）根據題意知道，電流表有示數，表明電路接通；電壓表無示數表明定值電阻短路，此時電壓表相當與和一段導線并聯，故無示數；或者電壓表斷路（或電壓表短路）；

（3）由電路圖可知，若用10Ω的電阻替代5Ω的電阻，則定值電阻分壓變大，為了保持定值電阻兩端電壓不變，所以，應向右移動滑動變阻器滑片，增大滑動變阻器接入電路的阻值，即增大滑動變阻器的分壓，使定值電阻兩端電壓減小到原來的1.5V；

（4）由電路圖知道，定值電阻和滑動變阻器串聯，電壓表測定值電阻兩端的電壓，電流表測電路中的電流，由串分壓知道，當定值電阻的阻值最大時，滑動變阻器接入電路的阻值也應該最大，當定值電阻R=20Ω時，電壓表示數U=1.5V，此時電路中的電流是：I=U/R=1.5V/20Ω=0.075A，又因為串聯電路兩端的總電壓等于個部分電路兩端電壓之和，所以，滑動變阻器兩端的電壓是：U滑 =U0 -U=4.5V-1.5V=3V，由串聯電路中各處電流都相等，所以，通過滑動變阻器的電流是：I滑 =I=0.075A，由歐姆定律I=U/R知道，滑動變阻器接入電路的阻值應是：R滑=U滑/I滑=3V/0.075A=40Ω＞20Ω，所以為了完成實驗，應選擇滑動變阻器的規格是“50Ω 1A”；

（5）當小燈泡正常發光時，其兩端的電壓是額定電壓，即U額=2.5V，又因為電流表選擇的是0～0.6A量程，分度值為0.02A，所以示數是0.34A，即I額 =0.34A，此時小燈泡的額定功率是：P=UI=2.5V×0.34A=0.85W。