Question

【題目】小林和小亮在電學(xué)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：

(1)探究“電流與電阻的關(guān)系”：

①小林利用四個(gè)定值電阻（阻值分別為5Ω、10Ω、15Ω、20Ω）、學(xué)生電源、電壓表、規(guī)格為“25Ω 1A”的滑動(dòng)變阻器、電流表、導(dǎo)線等實(shí)驗(yàn)器材，按著如圖甲所示電路進(jìn)行連接。檢查發(fā)現(xiàn)電路中有一根導(dǎo)線連接錯(cuò)誤，請(qǐng)?jiān)趫D中連接錯(cuò)誤的那根導(dǎo)線上打“×”，并用筆畫線代替導(dǎo)線將電路連接正確；

（_______）

②改正后，閉合開關(guān)，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，發(fā)現(xiàn)電壓表無示數(shù)，電流表有示數(shù)，其故障是定值電阻_____；

③排除故障后，把5Ω的電阻接入電路，閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑片到適當(dāng)位置，電流表示數(shù)如圖乙所示，其示數(shù)為_____A；

④滑片位置不動(dòng)，把5Ω的電阻換成10Ω的電阻，閉合開關(guān)，應(yīng)向_____（填“左”或“右”）調(diào)節(jié)滑片，使電壓表的示數(shù)保持不變，讀取電流表示數(shù)；

⑤要使定值電阻單獨(dú)接入電路都能完成實(shí)驗(yàn)，電源電壓不能高于_____V；

⑥在探究電流與電壓關(guān)系時(shí)，不能用燈泡代替定值電阻的原因是_____；

(2)測(cè)量“小燈泡額定功率”：

小亮在只有一只電壓表的情況下，連接了如圖丙所示的電路，測(cè)出了額定電壓為2.5V的小燈泡的額定功率。（已知電阻R1的阻值為20Ω，電源電壓為4.5V）：

①閉合開關(guān)S，將開關(guān)S1接_____（填“a”或“b”），調(diào)節(jié)變阻器的滑片使電壓表的示數(shù)為_____V時(shí)，小燈泡正常發(fā)光；

②保持R2的滑片不動(dòng)，閉合開關(guān)S，將開關(guān)S1接_____（填“a”或“b”），此時(shí)電壓表的示數(shù)為3V；

③小燈泡的額定功率＝_____W。

Answer 1

【答案】 短路 0.4 右 4.5 燈絲電阻隨溫度的變化而變化 b 2.5 a 0.5

【解析】

(1)①[1]原電路中，電流表與電阻并聯(lián)，電壓表串聯(lián)在電路中是錯(cuò)誤的，電流表應(yīng)與電阻串聯(lián)，電壓表應(yīng)與電阻并聯(lián)，如下所示：

②[2]改正后，閉合開關(guān)，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，電流表有示數(shù)，電路為通路，發(fā)現(xiàn)電壓表無示數(shù)，其故障是定值電阻短路。

③[3]排除故障后，把5Ω的電阻接入電路，閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑片到適當(dāng)位置，電流表示數(shù)如圖乙所示，電流表選用小量程，分度值為0.02A，其示數(shù)為0.4A。

④[4]根據(jù)串聯(lián)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(shí)驗(yàn)中應(yīng)控制電壓不變，即應(yīng)保持電阻兩端的電壓不變，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律可知應(yīng)增大滑動(dòng)變阻器分得的電壓，由分壓原理，應(yīng)增大滑動(dòng)變阻器連入電路中的電阻，所以滑片應(yīng)向右端移動(dòng)，使電壓表的示數(shù)保持不變，讀取電流表示數(shù)。

⑤[5]由③知，根據(jù)歐姆定律，電阻的電壓為

由串聯(lián)電路的規(guī)律及分壓原理有：

方程左邊為一定值，故右邊也為一定值，當(dāng)變阻器連入電路的電阻最大時(shí)，變阻器的電壓最大，電源電壓最大，即

解得

故電源電壓不能高于4.5V。

⑥[6]在探究電流與電壓關(guān)系時(shí)，要控制電阻的大小不變，故意不能用燈泡代替定值電阻，原因是燈絲電阻隨溫度的變化而變化。

(2)①[7][8]閉合開關(guān)S，將開關(guān)S1接b，調(diào)節(jié)變阻器的滑片使電壓表的示數(shù)為2.5Ⅴ時(shí)，小燈泡正常發(fā)光。

②[9]保持R2的滑片不動(dòng)，閉合開關(guān)S，將開關(guān)S1接a，此時(shí)電壓表的示數(shù)為3V。

③[10]在①中，R1短路，電壓表測(cè)燈的電壓，電壓表的示數(shù)為2.5Ⅴ時(shí)，小燈泡正常發(fā)光；

在②中，L短路，電壓表定值電阻的電壓，由歐姆定律

由串聯(lián)電路的規(guī)律，變阻器連入電路的電阻：

在①中，由串聯(lián)電路的規(guī)律和歐姆定律可求出燈的額定電流

燈的額定功率