Question

【題目】在探究“電流與電阻的關系”實驗中，小碩選用如下器材：電壓恒為5V的電源阻值為5Ω、100Ω、200Ω的定值電阻，規格為“30Ω 1A”的滑動變阻器，電流表電壓表，開關和若干導線

（1）如圖甲所示為小碩連接的實驗電路，閉合開關前發現電路中有一根導線連接錯誤，請在連接錯誤的導線上畫“×”，并用筆畫線代替導線將電路連接正確。

（_________）

（2）改正錯誤后，用開關試觸，發現電壓表指針迅速擺到表盤最右端，電流表指針幾乎未動。小碩分析可能是定值電阻發生了_____故障。

（3）排除故障后，調節滑動變阻器的滑片，電壓表示數如圖乙所示，其示數為_____V．斷開開關，保持滑動變阻器滑片位置不動，將5Ω電阻換成10Ω電阻，閉合開關，應將滑片向_____（填“左”或“右”）移動，使電壓表示數與第一次實驗示數相同此時電流表示數應為_____。

（4）在探究過程中，小碩發現，為了保持定值電阻兩端電壓不變，只要滑動變阻器連入電路阻值與電路中定值電阻阻值之比為_____即可。

（5）多次實驗后，根據數據可以得出結論：電壓一定時，通過導體的電流與導體的電阻成_____。

（6）小碩利用如圖丙所示電路測量額定電流為0.2A小燈泡的額定功率，已知定值電阻R0的阻值為10Ω，電源電壓未知且大于小燈泡的額定電壓。

①開關S1接b，S2接d，電流表示數為0.6A，則電源電壓為_____V。

②開關S1接a，S2接c，調節滑動變阻器的滑片，使電流表示數為_____A，此時小燈泡正常發光。

③開關S1接b，S2接c，使滑動變阻器的滑片_____（填“移到上端”、“保持不動”或“移到下端”），電流表示數為0.3A。

④小燈泡額定功率P額＝_____W。

Answer 1

【答案】 斷路 2 右 0.2A 3：2 反比 6 0.2 保持不動 0.8

【解析】

(1)[1]原電路中，電流表與電阻并聯，電壓表串聯在電路中是錯誤的，電流表應與電阻串聯，電壓表與電阻并聯，如下所示：

(2)[2]用開關試觸，電壓表指針迅速擺到表盤最右端，電流表指針幾乎未動，可能是定值電阻發生了斷路；

(3)[3]排除故障后，調節滑動變阻器的滑片，電壓表示數如圖乙所示，電壓表選用小量程，分度值為0.1V，其示數為2V；

[4]根據串聯分壓原理可知，將定值電阻由5Ω改接成10Ω的電阻，電阻增大，其分得的電壓增大；探究電流與電阻的實驗中應控制電壓不變，應保持電阻兩端的電壓不變，根據串聯電路電壓的規律可知應增大滑動變阻器分得的電壓，由分壓原理，應增大滑動變阻器連入電路中的電阻，所以滑片應向右端移動，使電壓表的示數不變；

[5]由歐姆定律，電流表示數應為：

I＝＝0.2A；

(4)[6]實驗中保持定值電阻兩端電壓不變，由串聯電路電壓的規律，變阻器的電壓為：

U滑=5V﹣2V＝3V，

由分壓原理，滑動變阻器連入電路阻值與電路中定值電阻阻值之比為

U滑:U定=3V:2V=3:2；

(5)[7]根據數據可以得出結論：電壓一定時，通過導體的電流與導體的電阻成反比；

(6)①[8]開關S1接b，S2接d，電流表示數為0.6A，為定值電阻的簡單電路，由歐姆定律，則電源電壓為：

U＝I1R0＝0.6A×10Ω＝6V；

②[9]開關S1接a，S2接c，調節滑動變阻器的滑片，使電流表示數為0.2A，此時小燈泡正常發光。

③[10]開關S1接b，S2接c，使滑動變阻器的滑片保持不動，電流表示數為0.3A。

④[11]在③中，變阻器與定值電阻串聯，由歐姆定律，定值電阻的電壓；

U0＝I′R0＝0.3A×10Ω＝3V，

變阻器的電壓為

6V﹣3V＝3V，

由分壓原理，變阻器連入的電阻為：R滑＝10Ω；

在②中，由歐姆定律，變阻器的電壓：

U滑＝IR滑＝0.2A×10Ω＝2V，

根據串聯電路電壓的規律，燈的額定電壓為：

U額＝6V﹣2V＝4V，

小燈泡額定功率：

P額＝U額I額＝4V×0.2A＝0.8W。