Question

【題目】小琴在探究“電流與電阻的關系”的實驗中，利用電壓恒為6V的電源設計如圖甲所示的電路．

（1）小琴將滑動變阻器的滑片移到最右端后，閉合開關S，電壓表的指針______（選填“幾乎不動”或“偏轉很大”）．電流表的示數如圖乙所示，則滑動變阻器最大電阻為______Ω．請你在連接錯誤的一條導線上畫“×”，并用筆畫線代替導線將電路連接正確．

（________）

（2）小琴分別把5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的四個定值電阻接入電路進行實驗，為了完成這四次實驗，應控制定值電阻兩端電壓至少為______V．

（3）小琴用額定電壓為2.5V的小燈泡替換定值電阻R，利用原有電路，測量小燈泡的電阻．實驗時，她調節滑動變阻器的滑片到某一位置時，電壓表的示數為2V，為使小燈泡正常發光，她應該向______（選填“左”或“右”）調節滑動變阻器的滑片．根據丙圖還可以求出小燈泡的額定功率______W．

（4）完成上面實驗后，小琴又想測量額定電壓為U額的小燈泡的額定功率，利用一個電壓未知的電源和阻值為R0的定值電阻，設計了如圖丁所示的電路．請完成下列實驗步驟：

①閉合開關S1，開關S2接a接線柱，移動滑動變阻器的滑片，使電壓表的示數為U額；

②閉合開關S1，開關S2接b接線柱，滑動變阻器的滑片______（選填“向左移動”、“向右移動或“保持不動”），讀出電壓表示數為U1；再將開關S2接c接線柱，讀出電壓表的示數為U2；

③小燈泡額定功率的表達式P額=______．

Answer 1

【答案】幾乎不動 30 2.4 左 1.25 保持不動 U額×

【解析】

（1）經分析，定值電阻只接了一邊，電壓表沒有被接入電路，電壓表示數為零；
電流表的量程為0-0.6A，分度值為0.02A，電流表示數為0.2A；
滑動變阻器的最大電阻為R滑===30Ω；
將電阻串聯在電路中，電壓表并聯在電阻的兩端，如圖所示：

（2）變阻器與定值電阻串聯，設電壓表示數為UV，根據串聯電路電壓的規律和分壓原理有：

=-----①，①式左邊為一定值，故右邊也為一定值，當定值電阻取最大時，變阻器連入電路中的電阻最大，即=，解之：UV=2.4V。
（3）電壓表的示數為2.2V，小于燈的額定電壓2.5V，應增大燈的電壓，根據串聯電路電壓的規律，應減小變阻器的電壓，由分壓原理，應減小變阻器連入電路中的電阻大小，故滑片向右移動，直到電壓表示數為額定電壓；

由圖象知燈泡正常發光時的電壓為2.5V，電流為0.5A，
燈泡的額定功率為：PL=ULIL=2.5V×0.5A=1.25W；
（4）①閉合開關S1，開關S2接a接線柱，移動滑動變阻器的滑片，使電壓表的示數為U額；
②閉合開關S1，開關S2接b接線柱，滑動變阻器的滑片保持不動，讀出電壓表示數為U1；再將開關S2接c接線柱，讀出電壓表的示數為U2；
③在開關的轉換過程中，電路的連接沒有改變，滑動變阻器滑片位置不變，各用電器的電阻、電壓不變，燈仍正常發光，在第2次操作中，用電壓表測出燈與滑動變阻器的電壓為U1，用電壓表測出燈與滑動變阻器的電壓、定值電阻兩端的電壓為U2，根據串聯電路電壓的規律，R0的電壓UR0=U2-U1，
由歐姆定律，通過定值電阻的電流IR0=，由串聯電路電流的規律即為燈正常發光時的電流大小，
燈泡額定功率：P=U額IR0=U額×。