Question

【題目】如圖中小明用兩節(jié)新的干電池、規(guī)格為“10Ω 1A”的滑動變阻器、開關(guān)等如圖甲所示的器材進行“探究電流與電阻的關(guān)系”實驗：

(1)請將圖甲連接完整，要求滑動變阻器滑片向右移動時電阻變大；

（______）

(2)閉合開關(guān)后，小明發(fā)現(xiàn)，無論怎樣調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，電壓表始終沒有示數(shù)，電流表有示數(shù)，原因可能是定值電阻______（選填“斷路”或“短路”）；

(3)排除故障后，先將5 Ω定值電阻接入電路，閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，使電流表的示數(shù)如圖乙所示，為______A。接著他又取下5 Ω的定值電阻，換成10 Ω 的定值電阻，閉合開關(guān)，應(yīng)向______（選填“A”或“B”）端移動滑片。接著他又將定值電阻換成20Ω、25Ω的進行實驗，實驗數(shù)據(jù)記錄在表格中。老師指出其中一組數(shù)據(jù)是拼湊的，你認為是第____組（選填實驗序號）；

實驗次數(shù)	1	2	3	4
電阻/Ω	5	10	20	25
電流/A		0.20	0.10	0.08

(4)完成實驗后，小明又拿來一個已知額定電壓為U額的小燈泡，設(shè)計了如圖丙所示的電路圖，已知電源電壓恒為U，定值電阻的阻值為R0.請你幫他將實驗步驟補充完整：

①閉合S、S2，斷開S1，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片使電壓表示數(shù)為U－U額，小燈泡正常發(fā)光；

②________________________，保持滑動變阻器滑片位置不動，記錄電壓表示數(shù)為U滑；

③小燈泡額定功率的表達式P額＝________（用已知量和所測物理量符號表示）。

Answer 1

【答案】 短路 0.4 B 4 閉合S、S1，斷開S2

【解析】

(1)[1] 滑動變阻器與電阻串聯(lián)，要求滑片向右移動時，連入電路的電阻變大，所以應(yīng)將滑動變阻器的A接線柱與開關(guān)的右接線柱相連，如下圖所示：

(2)[2] 閉合開關(guān)，移動變阻器滑片P，發(fā)現(xiàn)電壓表無示數(shù)，電路可有短路發(fā)生，而電流表有示數(shù)，說明與電壓表并聯(lián)的定值電阻發(fā)生短路路，所以故障原因可能是定值電阻短路。

(3)[3] 電流表的示數(shù)如圖乙所示，電流表選用小量程，分度值為0.02A，示數(shù)0.4A。

[4] 小明同學(xué)首先將5Ω定值電阻接入電路，將滑片P滑到最大阻值處的B端，再閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑片P，使電壓表示數(shù)到達某一數(shù)值。

[5] 由表格中數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)：電阻為原來的幾倍，通過的電流為原來的幾分之一，故在電壓一定時，電流與電阻成反比，電阻與電流的乘積是一個定值。所以第4組數(shù)據(jù)是拼湊。

(4)[6][7]實驗步驟：

①閉合S、S2，斷開S1，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片使電壓表示數(shù)為U－U額，小燈泡正常發(fā)光；

②閉合S、S1，斷開S2，保持滑動變阻器滑片位置不動，記錄電壓表示數(shù)為U滑；

在①中定值電阻短路，燈與變阻器串聯(lián)，電壓表測變阻器的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，燈的電壓為額定電壓；在②中，燈短路，變阻器與定值電阻串聯(lián)，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律和分壓原理有

在①中，由歐姆定律可知，通過滑動變阻器的電流即小燈泡的額定電流

小燈泡額定功率的表達式為