Question

【題目】小久利用電壓恒為6V的電源，額定電壓為3.8V的小燈泡，10Ω、20Ω、30Ω、40Ω、50Ω的定值電阻，銘牌上標(biāo)有“20Ω 1A”的滑動(dòng)變阻器，電壓表電流表，開(kāi)關(guān)，導(dǎo)線完成了下列電學(xué)實(shí)驗(yàn)。

(1)探究電流與電阻關(guān)系。

①他設(shè)計(jì)的電路圖如圖甲所示，閉合開(kāi)關(guān)前，滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)調(diào)到最_____(填“左”或“右”)端。他將10Ω的定值電阻接入電路中，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，使定值電阻兩端電壓為4V讀出電流表示數(shù)。保持滑動(dòng)變阻器的滑片位置不變，把10Ω的定值電阻換成20Ω的定值電阻，為了使電壓表的示數(shù)保持不變，應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片向_____(填“左”或“右”)端移動(dòng)。

②他將定值電阻分別單獨(dú)接入電路中，保持定值電阻兩端電壓為4V，最多可以完成_____次實(shí)驗(yàn)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)可得出結(jié)論：電壓一定時(shí)，導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體的電阻成_____。

(2)測(cè)量小燈泡額定功率。

①小久設(shè)計(jì)了如圖乙所示的電路。閉合開(kāi)關(guān)，觀察到小燈泡不發(fā)光，電流表無(wú)示數(shù)，則電壓表示數(shù)為_____V。

②小久檢查電路時(shí)，發(fā)現(xiàn)所連接電路存在一處錯(cuò)誤。請(qǐng)你在錯(cuò)誤的導(dǎo)線上畫(huà)“×”，用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線，畫(huà)出正確的連線。

（______________）

③排除故障后閉合開(kāi)關(guān)，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片。當(dāng)電壓表示數(shù)為3.8V時(shí)，電流表的示數(shù)如圖丙所示，則電流表示數(shù)為_____A，小燈泡的額定功率為_____W。

(3)小久找來(lái)額定電壓為2.5V的小燈泡和開(kāi)關(guān)，利用上述實(shí)驗(yàn)用過(guò)的電壓為6V的電源和“20Ω 1A”的滑動(dòng)變阻器，設(shè)計(jì)了如圖丁所示的電路，測(cè)出了額定電壓為2.5V小燈泡的額定功率。請(qǐng)幫他將實(shí)驗(yàn)過(guò)程補(bǔ)充完整：

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

②閉合開(kāi)關(guān)S、S1，斷開(kāi)S2，保持滑片位置不變，讀出電壓表示數(shù)為2.5V。

③_____(填所有開(kāi)關(guān)的閉合或斷開(kāi)狀態(tài))，讀出電壓表的示數(shù)為5V。

④小燈泡的額定功率P額＝_____W。

Answer 1

【答案】右 右 4 反比 6 0.3 1.14 3.5 閉合開(kāi)關(guān)S、S2，斷開(kāi)S1 0.875

【解析】

(1)①[1]為了保護(hù)電路，閉合開(kāi)關(guān)前滑動(dòng)變阻器的滑片在阻值最大處，即最右端；

[2]將10Ω電阻換成20Ω電阻時(shí)，根據(jù)分壓原理可知，電壓表示數(shù)將增大，為保持電壓表示數(shù)不變（應(yīng)使電壓表示數(shù)減小為原來(lái)的電壓值），根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，應(yīng)增大變阻器分得的電壓，應(yīng)增大變阻器連入電路中的電阻大小，即滑片向右移動(dòng)，直到電壓表示數(shù)為4V；

②[3]根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律知，滑動(dòng)變阻器兩端的電壓為：

U滑＝U﹣UR＝6V﹣4V＝2V，

通過(guò)電路的最小電流為：

I最小＝＝0.1A，

定值電阻的最大值為

R最大＝＝40Ω，

所以只有10Ω、20Ω、30Ω、40Ω的定值電阻可以適用，故最多可以完成4次實(shí)驗(yàn)；

[4]通過(guò)實(shí)驗(yàn)可得出結(jié)論：電壓一定時(shí)，導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體的電阻成反比；

(2)①[5]若電流表示數(shù)為0，燈不亮，說(shuō)明電路可能斷路，此時(shí)電壓表有示數(shù)，且等于電源電壓，為6V；

②[6]分析實(shí)物圖可知，變阻器與電流表串聯(lián)后與燈并聯(lián)，電壓表串聯(lián)在電路中，是錯(cuò)誤的，電流表應(yīng)與燈串聯(lián)，變阻器與燈串聯(lián)，電壓表與燈并聯(lián)，將小燈泡右側(cè)連線改接到電壓表的負(fù)接線柱，如下圖所示：

③[7]圖丙中電流表的量程為0﹣0.6A，分度值為0.02A，示數(shù)為0.3A，

[8]燈泡的額定功率為：

P＝UI＝3.8V×0.3A＝1.14W；

(3)①[9]開(kāi)關(guān)S、S1閉合、S2斷開(kāi)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片，此時(shí)電壓表測(cè)量滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律知，使電壓表示數(shù)為

6V-2.5V＝3.5V

時(shí)，燈泡正常發(fā)光；

②閉合開(kāi)關(guān)S、S1，斷開(kāi)S2，保持滑片位置不變，讀出電壓表示數(shù)為2.5V。

③[10]閉合開(kāi)關(guān)S、S2，斷開(kāi)S1，此時(shí)電壓表測(cè)量滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，讀出電壓表的示數(shù)為5V，此時(shí)電壓表的示數(shù)為“閉合開(kāi)關(guān)S、S1，斷開(kāi)S2”時(shí)的2倍，由圖知這兩次電路的連接不變，電流大小不變，只是電壓表的測(cè)量范圍變化了，根據(jù)串聯(lián)電路的分壓作用知此時(shí)滑片在中間位置，即閉合開(kāi)關(guān)S、S1、S2，滑動(dòng)變阻器的滑片在中點(diǎn)處，即滑動(dòng)變阻器的電阻為10Ω，通過(guò)滑動(dòng)變阻器的電流為：

I＝＝0.35A，

小燈泡正常發(fā)光。

④[11]小燈泡的額定功率

P額＝UI＝2.5V×0.35A＝0.875W。