Question

【題目】小明在探究“電流與電壓、電阻的關系”的實驗中：

（1）連接電路時，開關應____．請用筆畫線代替導線，根據如圖將如圖所示的實物電路連接完整_______．

（2）閉合開關后，發(fā)現(xiàn)電壓表無示數(shù)，故障的原因可能是：①____ ②____．(故障在R或R′) )

（3）排除故障后，小明通過實驗得到數(shù)據如表（一）所示，其中第1次實驗的電流表示數(shù)為____A．根據表（一）的數(shù)據，可得出的結論是_______________________．

（4）小明繼續(xù)探究電流與電阻的關系，將電阻R先后更換為5Ω和15Ω的電阻進行實驗，得到數(shù)據如表（二）所示．通過分析表（二）的數(shù)據，可知小明在操作過程中存在的錯誤是_________________________．按照正確的操作， 當把R由10Ω換成5Ω時，滑動變阻器R’的滑片應向____(選填“A”或“B”)端移動。

（5）該實驗結束后，小明又重新設計了電路（如圖），測量一個小燈泡的額定功率，這個小燈泡正常工作的電流為I1．請幫他完成實驗步驟（已知電源電壓為U）．

①只閉合開關S1，移動滑動變阻器R2的滑片，使電流表示數(shù)為_________；

②只閉合開關S2，保持滑動變阻器R2的滑片位置不變，___________使電流表示數(shù)為I1；再將滑動變阻器R2的滑片調到最左端，讀出電流表的示數(shù)為I2；

③則小燈泡的額定功率表達式為P額=_________．

Answer 1

【答案】 斷開 見解析所示 R短路 R′斷路 0.1 電阻一定時，電流與電壓成正比 未控制電壓一定 A I1 移動滑動變阻器R1的滑片 U I12/ I2

【解析】(1)連接電路前，開關必須斷開，避免在連接的過程因錯誤連接造成短路；根據電路圖連接實物電路圖，把電阻與滑動變阻器串聯(lián)接入電路，電壓表并聯(lián)在電阻兩端，電路圖如圖所示：

(2)電壓表測電阻R兩端的電壓，R被短路時，電壓表無示數(shù)，或者電路是斷路，又因為故障只在R或R′，所以可能的原因為：電阻R短路或R′斷路。 (3) 由表一中第二次實驗數(shù)據可知，R 因此第1次實驗的電流表示數(shù)為I，根據表一的數(shù)據可得出結論：在電阻一定時，通過導體的電流與導體兩端的電壓成正比；(4)探究電流與電阻的關系，應用控制變量法，控制電壓一定，通過分析表（二）的數(shù)據可知，將電阻R先后更換為5Ω和15Ω的電阻時，存在的錯誤是 ：未控制電壓一定。按照正確的操作， 當把R由10Ω換成5Ω時，為控制電壓表的示數(shù)不變，應調節(jié)滑動變阻器使其連入電路中的阻值減小，故滑動變阻器R’的滑片應向A端移動。（5）根據圖中電路測量一個小燈泡的額定功率，利用等效替代法，只閉合開關S1，移動滑動變阻器R2的滑片，使電流表示數(shù)為I1，只閉合開關S2，保持滑動變阻器R2的滑片位置不變，移動R1的滑片，使電流表示數(shù)為I1；在相同電壓下，由于滑動變阻器R1和滑動變阻器R2串聯(lián)后的電流與小燈泡和滑動變阻器R2串聯(lián)后的電流相同，故R1可等效替代小燈泡，小燈泡的阻止等于R1的阻值，再將滑動變阻器R2的滑片調到最左端，此時電路中只有R1，讀出電流表的示數(shù)為I2；由 可得，R1，故RLR1 ,根據電功率的推導公式P 可得小燈泡的額定功率：P額 . 故實驗步驟如下：①只閉合開關S1，移動滑動變阻器R2的滑片，使電流表示數(shù)為I1；②只閉合開關S2，保持滑動變阻器R2的滑片位置不變，移動R1的滑片，使電流表示數(shù)為I1；再將滑動變阻器R2的滑片調到最左端，讀出電流表的示數(shù)為I2；③則再將滑動變阻器R2的滑片調到最左端，讀出電流表的示數(shù)為I2；表達式為P額= U I12/ I2．