Question

【題目】小宇和同學(xué)們在“探究電流與電阻關(guān)系”的實驗中，所用的器材有：三節(jié)新干電池，“5Ω、10Ω、15Ω、20Ω”的電阻各一個，滑動變阻器一個，電流表使用0∽0.6A的量程，電壓表使用0∽3V的量程，開關(guān)和導(dǎo)線若干，請你和他一起完成下列實驗：
（1）小宇連成如圖甲所示的電路，同組的小紅發(fā)現(xiàn)電路連接有一處錯誤，請在錯誤的導(dǎo)線上劃“×”，并畫出正確的連線．
（2）實驗中，控制定值電阻兩端的電壓為2v不變，當(dāng)小宇用20Ω的定值電阻替換了15Ω的定值電阻后，繼續(xù)進(jìn)行實驗，無論怎樣移動滑動變阻器的滑片，電壓表的示數(shù)都無法降低到2v，原因是 ．
（3）小宇在實驗時，用額定電壓為“2.5V“的小燈泡L1替換定值電阻，想測量L1的額定功率，可電壓表壞了，老師又給他提供了一個標(biāo)有“2.5V 1.25W“的小燈泡L2和兩個開關(guān)S1、S2 ， 他設(shè)計了如圖乙所示的電路圖，同樣完成了實驗，請你將下列實驗過程補(bǔ)充完整：
①閉合開關(guān)S和S2、斷開S1 ， 調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，使電流表示數(shù)為A；
②（填“S1、S2、S3的通斷情況）．保持滑動變阻器的滑片位置不變，記錄電流表的示數(shù)為I；
③小燈泡L1額定功率的表達(dá)式P額= ．
（4）若只將小燈泡換成電磁鐵，滑片向左移動時，電磁鐵吸引大頭針的數(shù)量將（選填“增多”、“減小”或“不變”）．

Answer 1

【答案】
（1）解：由圖乙可知，電壓表一端接在電阻的左接線柱，另一端接在了滑動變阻器的滑片上，所以電壓表測量定值電阻和變阻器滑片以左電阻絲兩端的總電壓，因電壓表內(nèi)阻很大，無論怎樣移動滑片，電流始終通過變阻器所有的電阻絲，滑片不起作用，滑動變阻器連接錯誤，應(yīng)按一上一下的原則將變阻器連入電路中，應(yīng)把電壓表并聯(lián)在定值電阻的兩端，正確的連接如下圖所示：

（2）滑動變阻器的最大阻值小于25Ω
（3）0.5；閉合開關(guān)S、S1、斷開開關(guān)S2；2.5V×（I﹣0.5A）
（4）減小
【解析】解：（2）電壓電壓為4.5V，電壓表示數(shù)為2V保持不變，所以變阻器應(yīng)分去4.5V﹣2V=2.5V的電壓，變阻器分得的電壓是定值電阻電壓的 ，根據(jù)分壓原理，變阻器的電阻大小至少為 ×20Ω=25Ω，電壓表的示數(shù)無法降低到2V的原因是滑動變阻器的最大阻值小于25Ω；（3）由電路圖可知：①當(dāng)開關(guān)S、S2閉合，斷開S1時，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，使電流表示數(shù)I2= =0.5A，此時L2的電壓為2.5V，根據(jù)并聯(lián)電路電壓的規(guī)律，燈L1也正常發(fā)光；②保持滑片的位置不變，閉合開關(guān)S、S1 ， 斷開S2時，兩燈泡仍并聯(lián)，電流表測干路電流I；③因并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和，所以，通過L1的電流I1=I﹣I2=I﹣0.5A，因并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等，所以，L1額定功率P額=UI1=2.5V×（I﹣0.5A）；（4）影響電磁鐵磁性強(qiáng)弱的因素是線卷的匝數(shù)和電流大小，當(dāng)滑片向左移動時，變阻器連入電路中電阻變大，電流變小，電磁鐵磁性減弱，所以電磁鐵吸引大頭針的數(shù)量將減�。�所以答案是：（1）如上圖所示；（2）滑動變阻器的最大阻值小于25Ω；（3）①0.5；②閉合開關(guān)S、S1 ， 斷開S2；③2.5V×（I﹣0.5A）；（4）減�。�
【考點精析】關(guān)于本題考查的影響電磁鐵磁性的因素和歐姆定律及其應(yīng)用，需要了解電磁鐵的特點：①磁性的有無可由電流的通斷來控制；②磁性的強(qiáng)弱可由改變電流大小和線圈的匝數(shù)來調(diào)節(jié)；③磁極可由電流方向來改變；歐姆定律的應(yīng)用： ① 同一個電阻，阻值不變，與電流和電壓無關(guān) 但加在這個電阻兩端的電壓增大時，通過的電流也增大．（R=U/I） ② 當(dāng)電壓不變時，電阻越大，則通過的電流就越�。�（I=U/R） ③ 當(dāng)電流一定時，電阻越大，則電阻兩端的電壓就越大．（U=IR）才能得出正確答案．