Question

4．小強(qiáng)學(xué)完電學(xué)后驚奇地發(fā)現(xiàn)，如圖1所示的電路圖更換不同的器材就可以進(jìn)行不同的探究實(shí)驗(yàn)．

（1）在器材處若接上未知電阻可以測(cè)定未知定值電阻的阻值，若接上燈泡可測(cè)定小燈泡的額定電功率．則①前者的實(shí)驗(yàn)原理是I=$\frac{U}{R}$；后者的實(shí)驗(yàn)原理是P=UI．
②小強(qiáng)同學(xué)在器材處接上燈泡并連接好電路，閉合開關(guān)，電流表指針幾乎不動(dòng)，電壓表指針有明顯偏轉(zhuǎn)，然后移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，最終，他發(fā)現(xiàn)無論怎樣移動(dòng)滑片，兩表指針均幾乎不動(dòng)．原因是小燈泡斷路．
③在這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)中，都要調(diào)整滑動(dòng)變阻器的滑片．請(qǐng)你說出這一操作的主要目的有什么不同．前者是多次改變電阻電壓和電流，得到電流與電壓的關(guān)系，并可通過多次測(cè)量求平均值減小誤差，后者是通過移動(dòng)滑片，使燈泡在額定電壓下工作．
（2）將器材處接上電阻可探究“電流大小與哪些因素有關(guān)”．
①閉合開關(guān)前，滑動(dòng)變阻器R′的滑片P應(yīng)位于B（選填“A”或“B”）端，可以起到保護(hù)電路作用．
②小強(qiáng)通過實(shí)驗(yàn)得到數(shù)據(jù)如表所示，其中第1次實(shí)驗(yàn)的電流表示數(shù)如圖2所示，為0.1A，所用電阻R的阻值是10Ω．根據(jù)表的數(shù)據(jù)，可得出的結(jié)論是在電阻一定時(shí)，導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比．
③小強(qiáng)繼續(xù)探究電流與電阻的關(guān)系，將電阻R先后更換為5Ω和15Ω的電阻進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，利用得到數(shù)據(jù)分析，卻得不到“電流與電阻成反比”這一結(jié)論：請(qǐng)幫他分析原因沒有移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，使電阻兩端的電壓不變．

實(shí)驗(yàn)序號(hào)	1	2	3
電阻R/Ω	R
電壓U/V	1.0	1.5	2.0
電流I/A		0.15	0.20

Answer 1

分析 （1）①利用I=$\frac{U}{R}$計(jì)算未知定值電阻的阻值；利用P=UI計(jì)算小燈泡的額定電功率．
②電流表無示數(shù)，說明電路故障為斷路；電壓表有示數(shù)，說明電壓表的正負(fù)接線柱與電源兩極相連．
③測(cè)電阻時(shí)，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片，得到多組電壓和電流值，計(jì)算電阻，多次測(cè)量求平均值．測(cè)燈泡額定功率時(shí)，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片，改變燈泡兩端的電壓，使燈泡在額定電壓下工作．
（2）①為保護(hù)電路，閉合開關(guān)前，滑動(dòng)變阻應(yīng)滑至阻值最大處．
②根據(jù)電流表的量程和分度值讀出通過未知電阻的電流，由R=$\frac{U}{I}$計(jì)算其電阻的大小．
③探究電流與電阻的關(guān)系應(yīng)控制電阻兩端電壓不變．

解答 解：（1）①測(cè)定未知定值電阻的阻值的原理是I=$\frac{U}{R}$，測(cè)定小燈泡的額定電功率的原理是P=UI；
②電流表無示數(shù)，說明電路故障為斷路；電壓表有示數(shù)，說明電壓表的正負(fù)接線柱與電源兩極相連；因此電路故障為小燈泡斷路；
③測(cè)電阻實(shí)驗(yàn)時(shí)，滑動(dòng)滑片，多次改變電阻電壓和電流，得到電流與電壓的關(guān)系，并可通過多次測(cè)量求平均值減小誤差；測(cè)燈泡額定功率實(shí)驗(yàn)時(shí)，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片，改變燈泡兩端的電壓，使燈泡在額定電壓下工作；
（2）①為保護(hù)電路，閉合開關(guān)前，滑動(dòng)變阻應(yīng)滑至阻值最大處，即B端；
②由圖2知，電流表使用的是0-0.6A量程，分度值0.02A，所以第一次實(shí)驗(yàn)通過R的電流為0.1A，電阻R的阻值是R=$\frac{U}{I}$=$\frac{1V}{0.1A}$=10Ω；
根據(jù)表的數(shù)據(jù)，可得出的結(jié)論：電阻一定時(shí)，電流與電壓成正比；
③更換電阻，電阻阻值變化，電阻兩端電壓變化，如果不調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，不能控制電阻兩端電壓不變，因此不能得出電流與電阻成反比的結(jié)論；故操作錯(cuò)誤為：沒有移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，使電阻兩端的電壓不變．
故答案為：（1）①R=$\frac{U}{I}$；P=UI；②小燈泡斷路；③前者是多次改變電阻電壓和電流，得到電流與電壓的關(guān)系，并可通過多次測(cè)量求平均值減小誤差，后者是通過移動(dòng)滑片，使燈泡在額定電壓下工作；（2）①B；保護(hù)電路；②0.1；10Ω；電阻一定時(shí)，導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比；③沒有移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，使電阻兩端的電壓不變．

點(diǎn)評(píng) 滑動(dòng)變阻器在伏安法測(cè)定值電阻、燈泡電阻、燈泡功率、電流跟電壓關(guān)系、電流跟電阻關(guān)系中，滑動(dòng)變阻器的作用各不相同，認(rèn)真區(qū)別．