Question

【題目】小順同學(xué)利用阻值不同的三個(gè)電阻（5Ω、10Ω、15Ω）、電壓為6V的電源、滑動(dòng)變阻器R（甲“20Ω 1A”、乙 “50Ω 1A”）及其它器材做電學(xué)實(shí)驗(yàn)。

（1）如圖甲是小順“探究電流與電阻的關(guān)系”時(shí)連接的部分實(shí)驗(yàn)電路。

①將5Ω電阻接入電路，請(qǐng)用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線，將實(shí)驗(yàn)電路連接完整，要求：滑動(dòng)變阻器的滑片P向右滑，電流表示數(shù)變大；

（________）

②閉合開(kāi)關(guān)，移動(dòng)滑片P，使電壓表的示數(shù)為2V時(shí)讀出對(duì)應(yīng)的電流值并記錄：

③接下里，小順同學(xué)應(yīng)該_______，并將滑動(dòng)變阻器的滑片調(diào)到最大阻值處，再依次用10Ω、15Ω的電阻進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，據(jù)此可推測(cè)她所選用的是本題中規(guī)格為_____的滑動(dòng)變阻器；

④按正確操作完成實(shí)驗(yàn)后，小順得到電流與電阻關(guān)系圖像如圖乙，由此可得到的結(jié)論是：_______。

（2）小順和同學(xué)們把圖甲中的定值電阻換成額定電壓為2.5V的小燈泡，測(cè)量它的額定功率。

①閉合開(kāi)關(guān)后，發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，電流表和電壓表都沒(méi)有示數(shù)，則電路出現(xiàn)的故障可能是_______（填選項(xiàng)字母）

A. 小燈泡短路 B. 小燈泡斷路

C. 滑動(dòng)變阻器同時(shí)接上面兩個(gè)接線柱 D. 滑動(dòng)變阻器斷路

②排除故障后，再次閉合開(kāi)關(guān)發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)為1.5V，若要使小燈泡正常發(fā)光，她應(yīng)將滑動(dòng)變阻器滑片向______端（選填“左”或“右”）移動(dòng)，直到小燈泡正常發(fā)光，電流表的示數(shù)如圖丙，則小燈泡的額定功率為______W。

③另一小組的同學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)桌上沒(méi)有電流表，卻多了一個(gè)滑動(dòng)變阻器R0（最大阻值用R0表示），他們?cè)O(shè)計(jì)如圖丁所示電路，也測(cè)出了額定電壓為U0=2.5V的小燈泡的額定功率，請(qǐng)補(bǔ)全下列步驟。

步驟一：閉合開(kāi)關(guān)，先調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R0的滑片到最左端，再調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R的滑片，直到電壓表示數(shù)為2.5V時(shí)為止；

步驟二：緊接著調(diào)節(jié)變阻器R0的滑片到最右端，讀出這時(shí)電壓表的示數(shù)為U；

步驟三：小燈泡的額定功率表達(dá)式P=_______（用題中所給字母表示）

Answer 1

【答案】 斷開(kāi)開(kāi)關(guān) 50Ω 1A 電壓一定時(shí)，電流與電阻成反比 D 右 0.6

【解析】

（1）①將變阻器按一上一下串聯(lián)接入電路中，滑動(dòng)變阻器的滑片P向右滑，電流表示數(shù)變大，滑動(dòng)變阻器連接左下接線柱，如圖：

③拆接電路時(shí)，應(yīng)首先斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，所以接下來(lái)，小順同學(xué)應(yīng)該斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，再進(jìn)行下面的實(shí)驗(yàn)；

由圖知，電源為4節(jié)電池組成，電壓為6V，本實(shí)驗(yàn)要保持電阻兩端的電壓不變，即更換為15Ω的電阻時(shí)，電壓表示數(shù)仍為2V，由于串聯(lián)電路的電流相等，結(jié)合可得：

，解得：，即滑動(dòng)變阻器最小阻值不能小于30Ω，故選擇50Ω 1A的滑動(dòng)變阻器；

④由圖乙知，電流與電阻的倒數(shù)成正比，則電流與電流成正比，所以得出的結(jié)論是，在電壓一定時(shí)，電流與電阻成反比；

（2）①閉合開(kāi)關(guān)后燈泡不亮，電流表和電壓表都沒(méi)示數(shù)，則說(shuō)明電路有斷路，若燈泡短路，電流表有示數(shù)，若燈泡斷路，電壓表有示數(shù)，若滑動(dòng)變阻器同時(shí)接上面兩個(gè)接線柱，電流表和電壓表都會(huì)有示數(shù)，當(dāng)滑動(dòng)變阻器斷路時(shí)，電壓表和電流表都沒(méi)有示數(shù)，故選D；

②電壓表示數(shù)為1.5V，小于燈的額定電壓2.5V，因燈在額定電壓才能正常發(fā)光，所以應(yīng)增大燈的電壓，減小變阻器的電壓，根據(jù)串聯(lián)分壓原理可知，應(yīng)將滑動(dòng)變阻器連入電路中的阻值變小，即滑動(dòng)變阻器滑片向右端移動(dòng)；

由圖丙知，電流表的量程為0～0.6A，分度值為0.02A，示數(shù)為0.24A，

則燈泡的額定功率：；

（3）由圖丁可知，燈泡L、變阻器R0、變阻器R三者串聯(lián)，變阻器R0始終以最大阻值R0接入電路；

步驟一：閉合開(kāi)關(guān)，先調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R0的滑片到最左端，此時(shí)電壓表只測(cè)燈泡的電壓，再調(diào)節(jié)另一滑動(dòng)變阻器的滑片，直到電壓表示數(shù)為2.5V時(shí)為止（即達(dá)到燈泡的額定電壓U額），此時(shí)燈泡正常發(fā)光；

步驟二：保持變阻器R的滑片不動(dòng)，接著調(diào)節(jié)變阻器R0的滑片到最右端，此時(shí)電壓表測(cè)燈泡與變阻器R0串聯(lián)的總電壓，讀出這時(shí)電壓表的示數(shù)為U；

步驟三：燈泡正常發(fā)光后，由于保持變阻器R的滑片不動(dòng)，則電路中電流不變、燈泡兩端的電壓保持不變，根據(jù)串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，變阻器R0的滑片到最右端時(shí)，R0兩端的電壓：，

由歐姆定律，此時(shí)電路中的電流：，

小燈泡額定功率的表達(dá)式：。