Question

18．小明在“探究歐姆定律”的實(shí)驗(yàn)中所用的定值電阻分別別是5Ω、10Ω、20Ω，電源電壓為3V不變．

（1）圖甲是小明連接的不完整實(shí)驗(yàn)電路，請(qǐng)你用筆畫線代替導(dǎo)線，將缺少的導(dǎo)線連接上，組成完整電路．
（2）小明將電路接好后，閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)電壓表與電流表的示數(shù)太大．他接下來應(yīng)進(jìn)行的操作是C（填序號(hào)）．
A．更換電池或電阻  B．檢查電路是否短路   C．?dāng)嚅_開關(guān)，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片至最大值位置
（3）在探究“導(dǎo)體中的電流跟電阻的關(guān)系”時(shí)，小明將5Ω的電阻接入電路，電壓表的示數(shù)如圖乙所示．然后把定值電阻由5Ω換成10Ω，閉合開關(guān)后，他下一步的操作是：移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P使電壓表示數(shù)仍為2V．　若要完成整個(gè)實(shí)驗(yàn)，小明選擇的滑動(dòng)變阻器的最大阻值至少為10Ω．
（4）上述探究結(jié)束后，小明選擇原來的電源和兩只燈泡L₁“2.5V　0.3A”和L₂“3.8V　0.3A”，設(shè)計(jì)了圖丙所示的電路，探究“電功率跟電流、電壓的關(guān)系”．
①此實(shí)驗(yàn)電路是為了探究電功率與電壓的關(guān)系，通過燈的亮暗來判斷電功率的大�。�
②為了探究電功率與電流的關(guān)系，他認(rèn)為，利用圖丙的電路移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，改變電流，觀察燈L₁或L₂亮度的變化，即可得出結(jié)論．小明的思路不合理（選填“合理”或者“不合理”），理由：電壓與電流同時(shí)在改變，未控制電壓一定．

Answer 1

分析 （1）把電流表、電阻串聯(lián)接入電路，完成電路連接．
（2）如果電路總電阻太小，則電路電流將會(huì)較大，電表示數(shù)較大，應(yīng)增大滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值，然后分析答題．
（3）探究電流與電阻的關(guān)系應(yīng)控制電阻兩端電壓不變，應(yīng)用串聯(lián)電路特點(diǎn)與歐姆定律求出滑動(dòng)變阻器接入電路的最大阻值，然后選擇滑動(dòng)變阻器．
（4）燈泡亮度由燈泡實(shí)際功率決定，燈泡實(shí)際功率越大，燈泡越亮；探究功率與電流的關(guān)系，應(yīng)控制電壓相等而電流不同．

解答 解：（1）把電流表與電阻串聯(lián)接入電路，因?yàn)镮=$\frac{U}{R}$=$\frac{3V}{5Ω}$=0.6A，故電流表的量程為0-0.6A，實(shí)物電路圖如圖所示：

（2）閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)電壓表與電流表的示數(shù)太大，說明電路電阻太小，可能是滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值太小造成的，應(yīng)斷開開關(guān)，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片至最大值位置，故選C；
（3）電壓表量程為0～3V，由圖示電壓表可知，其分度值為0.1V，示數(shù)為2V；
在探究“導(dǎo)體中的電流跟電阻的關(guān)系”時(shí)，應(yīng)控制電阻兩端電壓不變，把定值電阻由5Ω換成10Ω，閉合開關(guān)后，定值電阻兩端電壓變大，為保持電阻兩端電壓不變，應(yīng)增大滑動(dòng)變阻器分壓應(yīng)將變阻器的滑片P向右移動(dòng)直至電壓表示數(shù)為2V為止． 電源電壓為3V，定值電阻兩端電壓為2V，則滑動(dòng)變阻器兩端電壓為3V-2V=1V，串聯(lián)電路電流相等，電阻兩端電壓與電阻阻值成正比，電阻兩端電壓是滑動(dòng)變阻器兩端電壓的2倍，電阻阻值是滑動(dòng)變阻器接入電路阻值的2倍，電阻最大阻值為20Ω，要完成整個(gè)實(shí)驗(yàn)，滑動(dòng)變阻器接入電路的最大阻值為10Ω，要完成實(shí)驗(yàn)，選擇的滑動(dòng)變阻器的最大阻值至少為10Ω．
（4）上述探究結(jié)束后，該組同學(xué)選擇原來的電源和兩只燈泡L₁“2.5V 0.3A”和L₂“3.8V 0.3A”，設(shè)計(jì)的電路如圖丙所示，探究“電功率跟電流、電壓的關(guān)系”．
①燈泡亮度由燈泡實(shí)際功率決定，燈泡實(shí)際功率越大，燈泡越亮，可以根據(jù)燈泡的亮暗比較燈泡電功率的大�。�
②探究電功率與電流的關(guān)系，應(yīng)控制燈泡兩端電壓相等而電流不同，利用圖丙電路只要通過移動(dòng)滑動(dòng)變阻器，改變電流觀察燈L₁或L₂亮度的變化時(shí)，電壓與電流同時(shí)在改變，未控制電壓一定，小明的方案不合理．
故答案為：（1）電路圖如圖所示；（2）C；（3）2；10；（4）①燈的亮暗；②不合理；電壓與電流同時(shí)在改變，未控制電壓一定．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了連接實(shí)物電路圖、電路現(xiàn)象分析、滑動(dòng)變阻器的調(diào)節(jié)、電表讀數(shù)、實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)等問題，探究電流與電阻關(guān)系實(shí)驗(yàn)要應(yīng)用控制變量法，應(yīng)用控制變量法是正確解題的關(guān)鍵．