Question

【題目】小聰在“探究電流和電阻關系”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，并且使滑動變阻器的滑片向右移動時連入電路中的阻值變大_____。

（2）他把5Ω的電阻連入電路后，閉合開關，發現電流表有示數，電壓表無示數，電路中的故障可能是_____（寫出一種即可）。故障排除后，閉合開關，調節滑動變阻器的滑片，達到實驗要求，電流表的示數如圖乙所示，則電路中的電流為_____A。

（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，設計了電路圖丙。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_____，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】電阻（或電壓表）短路0.4右2S2S1

【解析】

（1）要使滑片向右移動時連入電路中的阻值變大，故連接滑動變阻器的左下接線柱與電阻串聯，如圖：

（2）他把5Ω的電阻連入電路后，閉合開關，發現電流表有示數，說明電路為通路，電壓表無示數，電路中的故障可能是電阻短路，或電壓表短路；

電流表的示數如圖乙所示，電流表選用小量程，分度值為0.02A，電流為0.4A；

（3）由歐姆定律的變形公式，電壓表示數：

，

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，使電壓表的示數為2V；

（4）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，U=IR，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，根據并聯電路電流的規律燈的額定電流為：，

可得，小燈泡額定功率的表達式是：

。