Question

【題目】某同學利用圖甲所示的電路探究電流與電阻的關系，實驗中電源電壓保持3 V不變，定值電阻的阻值分別為5 Ω、10 Ω、15 Ω和20 Ω。

（1）該同學接錯了一根導線，請你在這根導線上打“×”，并補畫出正確的那根導線；

（2）正確連接電路后，先用5 Ω的定值電阻進行實驗，閉合開關后，移動滑片，此時電流表的示數如圖乙所示；接著將5 Ω的電阻換成其他阻值的定值電阻進行實驗，每次觀察到電壓表的示數為____V時，記錄的電流表的示數。

（3）在四次實驗中，當定值電阻消耗的電功率最大時滑動變阻器接入電路的阻值為______Ω。

【答案】 2 2.5

【解析】（1）圖中電流表與電阻并聯，而電壓表與電阻串聯是錯誤的，要通過一根導線必為正確，從電流方向考慮，電流從滑動變阻器到電壓表正接線柱時，應同時連接到電阻的左端，則電阻右端到電流表的正接線柱，所以在電阻左端到電流表負接線柱的導線上打錯號，如圖。

（2）正確連接電路后，先用5Ω的定值電阻進行實驗，閉合開關后，移動滑片，此時電流表的示數如圖乙所示，根據電源電壓及電阻判斷可知，電流表使用小量程，分度值為0.02A，讀數為04A，所以電阻兩端的電壓為：；

根據控制變量的思路，接著將5Ω的電阻換成其他阻值的定值電阻進行實驗時，應保持電阻兩端的電壓不變，所以每次觀察到電壓表的示數為2V時，記錄的電流表的示數。

（3）因為實驗時，要保證電阻兩端的電壓不變，所以根據可知，當電阻最小時，即電阻為5Ω時，電功率最大，此時電流為0.4A；

滑動變阻器兩端的電壓為：，滑動變阻器接入電路的電阻為：

。

點睛：最后一問是個難點，通過判斷什么時候電阻的功率最大，然后根據串聯電路的電流、電壓特點求出滑動變阻器接入電路的阻值。

【題型】實驗題
【結束】
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【題目】在“測量小燈泡的電功率”的實驗中，電源電壓為3V，燈泡額定電壓為2.5V．

（1）請根據圖甲，將圖乙所示的實物電路用筆畫線連接完整___________；

（2）在連接電路時，開關應_____，滑動變阻器的滑片P應置于_____端（選填“A”或“B”）

（3）移動滑片P，當電壓表的示數為1.5V時，電流表的示數如圖丙所示，其示數為_____A，小燈泡此時的電功率為_____W，要測量小燈泡的額定功率，需將滑片P向_____端移動（選填“A”或“B”）直到電壓表的示數為2.5V；

（4）實驗中，小燈泡突然熄滅，電流表示數為零，電壓表示數變大，電路中的故障可能是_____。

（5）測出小燈泡的額定功率后，同學們又把燈泡兩端的電壓調為額定電壓的一半，發現測得的實際功率不等于其額定功率的1/4，請你幫助分析出這種現象的原因是_____。

Answer 1

【答案】 斷開 B 0.24 0.36 A 燈泡斷路 燈絲的電阻隨溫度的降低而減小

【解析】（1）根據小燈泡的額定電壓為2.5V，所以連接燈泡右端到電壓表的“3V”接線柱即可，如圖：

（2）根據保護電路的原則，在連接電路時，開關應斷開，滑動變阻器的滑片P應置于阻值最大端，即圖中滑動變阻器的B端。

（3）移動滑片P，當電壓表的示數為1.5V時，電流表的示數如圖丙所示，電流有應該使用小量程，分度值為0.02A，其示數即電流為0.24A，則小燈泡此時的電功率為：

要測量小燈泡的額定功率，應使小燈泡兩端的電壓升高到2.5V，根據串聯電路的分壓特點，電壓是與電阻是成正比的，所以應減小滑動變阻器接入電路的電阻，即將滑片P向A端移動直到電壓表的示數為2.5V。

（4）實驗中，小燈泡突然熄滅，電流表示數為零，說明電路中出現斷路性故障，而電壓表示數變大，說明電壓表的兩接線柱到電源的兩極是通的，所以電路中的故障可能是燈絲燒斷了，小燈泡斷路。

（5）測出小燈泡的額定功率后，同學們又把燈泡兩端的電壓調為額定電壓的一半，發現測得的實際功率不等于其額定功率的1/4，是因為燈絲的電阻與溫度有關，當燈泡的實際功率變小時，燈絲溫度降低，電阻隨之減小，故所測的實際功率與理論計算不符。