Question

【題目】小聰在“探究電流和電阻的關系”的實驗中，連接電路，如圖甲所示。可用的定值電阻有5Ω、10Ω、l5Ω。

（1）請你用筆劃線代替導線，把圖甲所示的電路補充完整____（要求滑動變阻器的滑片向右移動時接入電路中的阻值變大）；

（2）他把5Ω的電阻連入電路后，將滑動變阻器阻值調到最大處，閉合開關后，發現電壓表有示數且接近電源電壓，電流表示數為0，其原因可能是______。排除故障后，閉合開關，調節滑動變阻器的滑片，達到實驗要求，此時，電流表的示數為0.4A；

（3）將5Ω的電阻換成10Ω的電阻后，閉合開關，應將滑動變阻器的滑片向____（選填“左”或“右”）端移動，直到電壓表的示數為_____V為止，記錄電流表的示數；

（4）完成上述實驗之后，小聰想測量一個小燈泡的額定功率，已知小燈泡的額定電壓為U額。他又找來一個阻值為R0的定值電阻，設計了電路圖乙。請補全實驗步驟并寫出表達式：

①只閉合開關S和___（選填“S1”或“S2”），移動滑動變阻器的滑片，使電流表的示數為_________（用已知量字母表示），此時小燈泡正常發光；

②只閉合開關S和__（選填“S1”或“S2”），保持滑動變阻器滑片的位置不動，記下電流表的示數I；

③小燈泡額定功率的表達式是P額＝_________。（用已知量和所測物理量符號表示）

Answer 1

【答案】 定值電阻斷路 右 2 S2 S1

【解析】

(1)[1]因要求滑片向右移動時連入電路中的阻值變大，故滑片以左電阻絲連入電路中與電阻串聯，如下所示：

。

(2)[2]電流表無示數而電壓表有示數，則故障原因可能是定值電阻斷路；此時電壓表測量電源電壓。

(3)[3]探究電流與電阻的關系時，應該控制定值電阻兩端的電壓不變，拆下阻值為5Ω的電阻改換成阻值為10Ω的電阻，閉合開關后定值電阻兩端的電壓變大，此時應增大滑動變阻器的阻值，則應將變阻器滑片向右端移動，使定值電阻兩端的電壓不變。

[4]由(2)可知，當接入5Ω的電阻時，電流表的示數是0.4A，由歐姆定律得，此時定值電阻兩端的電壓是

可知，實驗中定值電阻兩端的電壓保持2V不變，所以將滑動變阻器的滑輪向右端移動時，直到電壓表的示數為2V為止，記錄電流表的示數。

(4)①[5][6]②[7]實驗步驟：①只閉合開關S和S2，移動滑動變阻器的滑片，使電流表的示數為 ，此時小燈泡正常發光；②只閉合開關S和S1，保持滑動變阻器滑片的位置不動，記下電流表的示數I。

③[8]在①中，電流表測定值電阻的電流，根據歐姆定律的變形公式，，定值電阻的電壓為

根據并聯電路電壓的規律，燈的電壓為額定電壓，燈正常發光；在②中，電流表測燈與定值電阻并聯的總電流，因電路的連接關系沒有改變，各電阻的大小和通過的電流不變，燈仍正常發光，根據并聯電路電流的規律燈的額定電流為

小燈泡額定功率的表達式