Question

同學們在實驗室做電學實驗．實驗中使用的小燈泡標有“3.8V”字樣，滑動變阻器標有“10Ω 1A”字樣，電源電壓為6V且保持不變．
（1）①如圖甲是小喬連接的“測量小燈泡電阻”的部分實驗電路，請你用筆畫線代替導線將電路連接完整（電表選擇合適的量程，滑片向左移動時燈泡變亮）．
②連接電路時，開關應______，小喬正確連接電路后，閉合開關發(fā)現(xiàn)燈泡不亮，電流沒有示數，如果燈絲斷了，此時電壓表的示數約為______V．
③排除故障后，調節(jié)變阻器的滑片，當小燈泡正常發(fā)光時，電流表的示數如圖乙，則通過小燈泡的電流為______A，它正常發(fā)光時的電阻為______Ω．（結果保留小數點后一位）
（2）小喬還想探究“電路中電流與電阻的關系”，老師取走小燈泡，拿來幾個定值電阻，小喬先把10Ω電阻連人如圖丙所示的電路，實驗中，將變阻器的滑片移到某一位置時，讀出電壓表的示數為4.5V，并讀出電流表此時的示數，緊接著小喬想更換電阻再做兩次實驗，可供選擇的電阻有20Ω、30Ω、40Ω定值電阻各一個，
①為了保證實驗成功，他應該選擇的電阻是______Ω和______Ω；
②該實驗的結論是：電壓一定時，______．

Answer 1

【答案】分析：（1）①根據燈泡的額定電壓確定電壓表的量程且與燈泡并聯(lián)，滑動變阻器按一上一下的原則串聯(lián)在電路中，滑片向左移動時燈泡變亮說明接入電路的電阻變小，即左下方接線柱必須接入電路中；
②為防止電路中電流過大燒壞用電器，連接電路時開關應斷開；如果燈絲斷了，則電壓表串聯(lián)在電路中測電源的電壓；
③根據電流表的量程和分度值讀出示數，利用歐姆定律求出此時燈泡的電阻；
（2）在探究電流與電阻實驗中，因為通過導體電流的大小與導體兩端的電壓和導體的電阻兩個因素有關，所以實驗中更換電阻后要調節(jié)滑動變阻器的滑片使電阻兩端的電壓保持不變仍為4.5V，據此判斷選擇；最后根據歐姆定律的內容得出實驗結論．
解答：解：
（1）①燈泡的額定電壓為3.8V，電壓表應選0～15V的量程與燈泡并聯(lián)；滑動變阻器的左下方接線柱與電源的正極相連即可，如下圖所示：

②為保護電路，連接電路時開關應斷開；
電壓表相等于斷路，正確連接電路后，如果燈絲斷了，則電流表的示數為0，電壓表測電源的電壓即示數為6V；
③電流表的量程為0～0.6A，分度值為0.02A，示數為0.3A，
根據歐姆定律可得，此時燈泡的電阻R==≈12.7Ω；
（2）①為了保證實驗成功，要保證更換電阻后電壓表的示數仍為4.5V，
∵電源電壓為6V，
∴滑動變阻器兩端的電壓只能是1.5V，
即：U₁：U₂=4.5V：1.5V=3：1，
∵兩電阻串聯(lián)，
∴R₁：R₂=U₁：U₂=3：1，
∵滑動變阻器R₂的最大電阻為10Ω，
∴R₁≤30Ω，
只能選20Ω或30Ω；
②根據歐姆定律的內容可得實驗結論：電壓一定時，電流與電阻成反比．
故答案為：
（1）①如上圖所示；②斷開；6；③0.3；12.7；
（2）①20；30；②電流與電阻成反比．
點評：本題考查了電壓表量程的選擇和正確使用、實驗的注意事項和出現(xiàn)故障時的現(xiàn)象、電壓表的讀數、串聯(lián)電路的特點和歐姆定律的內容及應用等，涉及的知識點較多，綜合性強；在研究電流與電阻的關系時，改變電阻的大小的同時，要注意控制電阻兩端的電壓不變，這樣才能得出準確的結論，利用好控制變法（更換電阻后，要保持電阻兩端的電壓不變）是本題的關鍵．