Question

【題目】小吳同學(xué)利用四個(gè)定值電阻（5Ω、10Ω、15Ω、20Ω）、規(guī)格為“15Ω 1A”的滑動(dòng)變阻器、電源（電壓為4.5V）、電壓表、電流表、開關(guān)和導(dǎo)線等器材，進(jìn)行了“探究電流與電壓、電阻關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)：

(1)小吳選擇10Ω的定值電阻，連接了如圖甲所示的電路，閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，電流表示數(shù)_____，電壓表示數(shù)_____（兩空選填“改變”或“不變”）。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)電路中有一根導(dǎo)線連接錯(cuò)誤，請?jiān)谠搶?dǎo)線上打“×”，并將電路連接正確；

（______）

(2)排除故障后，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，此時(shí)電壓表示數(shù)為_____V。然后小吳就得出“電阻一定，電流與電壓成正比”的結(jié)論，這一過程所存在的問題是_____；

(3)小吳利用以上器材繼續(xù)“探究電流與電阻的關(guān)系”，他將控制電壓設(shè)為2.5V，分析發(fā)現(xiàn)無法完成探究，于是他想在電路中再串聯(lián)一個(gè)定值電阻來解決，則應(yīng)串聯(lián)一個(gè)阻值在_____Ω至_____Ω之間的電阻，才能使四個(gè)電阻分別接入電路都能完成實(shí)驗(yàn)；

(4)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，小昊又設(shè)計(jì)了一個(gè)方案測量額定電壓為2.5V小燈泡的額定功率，電路如圖丙所示（電源電壓為7V，R0的阻值為10Ω），請你完成下面的實(shí)驗(yàn)步驟：

①開關(guān)S、S1閉合，S2斷開，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，使電壓表示數(shù)為_____V，小燈泡正常發(fā)光；

②保持滑動(dòng)變阻器的滑片位置不動(dòng)，開關(guān)S、S2閉合，S1斷開，此時(shí)電壓表示數(shù)為3V；再將滑動(dòng)變阻器的滑片調(diào)到最_____（選填“左”或“右”）端，此時(shí)電壓表示數(shù)為5V，電路中的電流為_____A；

③小燈泡的額定功率為_____A。

Answer 1

【答案】改變 不變 2 只測一組數(shù)據(jù)無法得出普遍結(jié)論 1 4 4.5 右 0.2 0.75

【解析】

(1)[1][2][3]小吳選擇10Ω的定值電阻，連接了如圖甲所示的電路，則電阻與電壓表被短路了，電流表與變阻器串聯(lián)，故閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，電流表示數(shù)改變，電壓表示數(shù)不變（為0）；電流表應(yīng)與電阻串聯(lián)，電壓表與電阻并聯(lián)，改正后如下所示：

(2)[4][5]排除故障后，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，電流表選用小量程，分度值為0.02A，電流為0.2A，由歐姆定律，此時(shí)電壓表示數(shù)為

小吳就得出“電阻一定時(shí)，電流與電壓成正比”的結(jié)論，這一過程所存在的問題是：只測一組數(shù)據(jù)無法得出普遍結(jié)論。

(3)[6][7]為保證每次都能將接入的定值電阻兩端電壓調(diào)為2.5V，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，變阻器分得的電壓為

當(dāng)接入20Ω的電阻時(shí)，根據(jù)分壓原理，變阻器連入電路中的電阻

而變阻器的最大電阻為15Ω，將變阻器與視為一個(gè)整體，故的最小值

當(dāng)接入5Ω的定值電阻時(shí)，同理，變阻器連入電路中的電阻

將變阻器與視為一個(gè)整體，當(dāng)變阻器連入電路中的電阻為0時(shí)，= 4Ω即可；故為保證每次都能將接入的定值電阻兩端電壓調(diào)為2.5V，應(yīng)在電路中再串聯(lián)一個(gè)阻值范圍為1至4Ω的電阻。

(4)[8][9] [10][11]①開關(guān)S、S1閉合、S2斷開，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片，使電壓表示數(shù)為4.5V時(shí)，燈泡正常發(fā)光；

②保持滑動(dòng)變阻器位置不動(dòng)，開關(guān)S、S2閉合、S1斷開，此時(shí)電壓表示數(shù)為3V；再將滑動(dòng)變阻器滑片調(diào)到最右端，此時(shí)電壓表示數(shù)為5V，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，定值電阻的電壓為

由歐姆定律，電路中的電流為

③在②中，因變阻器接在滑片上，故電流經(jīng)變阻器的全部電阻絲后經(jīng)定值電阻回到電源負(fù)極，故在移動(dòng)滑片過程中，電路中的電流不變，電壓表測滑片以左電阻絲的電壓；故當(dāng)電壓表示數(shù)為3V時(shí)，由歐姆定律，變阻器連入電路的電阻

由歐姆定律，在①中，燈正常發(fā)光時(shí)燈的電流為

小燈泡的額定功率為