Question

【題目】某實驗小組在探究實驗時，實驗室可供使用的器材有： A．電流表（量程0～0.6A，0～3A） B．電壓表（量程0～3V，0～15V）
C．定值電阻R1（阻值為30Ω ） D．定值電阻R2 （阻值為10Ω ）
E．滑動變阻器Rl′（10Ω，2A ） F．滑動變阻器R2'（100Ω，1A）
G．干電池二節（一節干電池的電壓為1.5V）
H．開關S一個，導線若干．
（1）利用以上部分器材探究“電阻一定時，電流與電壓的關系”，要求實驗過程中電表的最大示數能達到或超過電流表量程的一半，同時又考慮操作的方便．
①用來探究的定值電阻R應選 ， 滑動變阻器R′應選（兩空均選填實驗器材前的字母代號），電流表的量程應選 ．
②將圖甲中的滑動變阻器阻值調到最大，試觸開關時，會看到的現象是：電壓表示數 ， 電流表示數 ． （選填“有”或“無”）
③圖甲中只有一根導線的一個接頭接錯，請在錯誤處畫“×”，并在圖上改正．
（2）若將這個定值電阻換成小燈泡，還可測出小燈泡的電阻．當滑片向右滑動到某一位置后，繼續向右滑動，電壓表、電流表均有示數，但小燈泡始終不發光，這是由于的緣故；如圖乙是小燈泡的U﹣I圖象，它的電流與電壓不成正比，其原因是小燈泡的電阻 ．
（3）實驗小組的同學還想通過該連接好的電路測量所選定值電阻的阻值．如果要比較精確測量該電阻的阻值，要求電表的指針至少達到量程的三分之一，同時又要防止損壞電表．那么，滑動變阻器連入電路中的阻值范圍是Ω．

Answer 1

【答案】
（1）D；E；0～0.6A；有；無；
（2）燈的實際功率過小；隨溫度的變化而變化；
（3）0～5
【解析】解：（1）①電源電壓為3V，由于電路中電流會很小，所以電流表選擇0～0.6A的量程． 因為要求實驗過程中電表的最大示數能超過電表量程的一半．
若選擇D，當滑動變阻器的阻值為零時，電路中的電流：
I= = =0.3A，剛好是電流表量程的一半；
如若選擇C，當滑動變阻器的阻值為零時，電路中的電流：
I′= = =0.1A，所以不可以選擇．
根據分壓原理，若選用最大阻值為10Ω的滑動變阻器，當變阻器的最大電阻10Ω接入電路中時，定值電阻的電壓為 ×3V=1.5V，滿足電壓表的要求；
故用來探究的定值電阻R應選D，滑動變阻器R′應選E，電流表的量程應選量程0～0.6A．②因電壓表串聯在電路中，而電壓表內阻很大，電流表與電阻并聯，電阻被短路，將圖甲中的滑動變阻器阻值調到最大，根據歐姆定律，電路中電流幾乎為0，試觸開關時，電壓表與電源連通，會看到的現象是：電壓表示數有示數，電流表無示數；③電流表與電阻串聯，電壓表并聯在電阻兩端，如下所示：
；（2）當滑片向右滑動到某一位置后，繼續向右滑動，變阻器連入電路中的電阻變大，電壓表、電流表均有示數，說明電路為通路，但小燈泡始終不發光，這是由于通過小燈泡的實際電流太小，實際功率太小，小燈泡始終不發光；
燈絲電阻受溫度影響，隨燈泡溫度升高而變大，由歐姆定律，U=IR，因電阻不是定值，所以燈泡電流與電壓不成正比；（3）因為要求電表的指針至少達到量程的三分之一，電壓表應不小于1V，電流表不小于0.2A．
所以當滑動變阻器為0時，電流表為：
I= =0.3A，電壓表3V，未超過其量程；
電流表三分之一刻度為電流大小為0.2A，若電壓表示數為1V，則電阻的電流：
I′= =0.1A，小于0.2A，所以電路中的最小電流應為0.2A，則電路總電阻：
R總= =15Ω，R為10Ω，則R滑=15Ω﹣10Ω=5Ω．
因此滑動變阻器的變化范圍應為0～5Ω．
所以答案是：（1）①D；E；0～0.6A；②有；無；③如上所示；（2）燈的實際功率過小；隨溫度的變化而變化；（3）0～5．