Question

【題目】小明探究電流與電阻的關系，實驗器材有：電源（電壓不變）、電阻箱、滑動變阻器A（0﹣500Ω）；滑動變阻器B（0﹣20Ω）、電流表、電壓表、開關和導線。

（1）請在圖甲中用筆畫線代替導線，完成電路連接。

（______）

（2）在實驗中將滑片P從一端緩慢移到另一端的過程中，發(fā)現在很大一段范圍內電壓表的示數變化很小，電壓調節(jié)非常不方便，于是小明換用了滑動變阻器_____（選填“A”或“B”），解決了這個問題。接著小明按正確實驗步驟開始實驗，開關閉合時，兩表的示數如圖乙（a）、（b）所示，則電源電壓為_____V．小明移動滑片，使電壓表示數為6V，記錄電流表示數，然后改變電阻箱的阻值繼續(xù)實驗。要保證小明能夠完成實驗，電阻箱可連入電路的阻值范圍是____________。

（3）小明順利完成實驗，得到如下表所示的數據，則實驗結論是：_________________。

U/V	6	6	6	6
R/Ω	12	15	20	30
I/A	0.5	0.4	0.3	0.2

（拓展）實驗后，小明要測量標有“6V”字樣的小燈泡的額定功率，發(fā)現電流表已經損壞，于是小明又找來一個開關，再利用一個10Ω的定值電阻及原有實驗部分器材設計了如圖所示的電路圖。

①只閉合S1，調節(jié)滑片P使電壓表示數為6V；

②斷開S1，使滑動變阻器連入電路的阻值_____（選填“變大”、“變小”或“不變”），再閉合S2，此時電壓表示數為5V；

③燈泡的額定功率P額＝_______W。

Answer 1

【答案】 B 9 10---40Ω 電壓一定時，電流與電阻成反比； 不變 2.25

【解析】

（1）由圖中數據，電壓表選用大量程與電阻箱并聯，如下圖示數：

（2）變阻器A的電阻比B的電阻大得多，在材料和橫截面積相同的條件下，A的電阻絲比B的長的多，故發(fā)現在很大一段范圍內電壓表的示數變化很小，電壓調節(jié)非常不方便，使用的是A變阻器，于是小明換用了滑動變阻器B，解決了這個問題，接著小明按正確實驗步驟開始實驗，即開關閉合時變阻器加入電路的電阻最大，兩表的示數如圖乙（a）、（b）所示，電流表選用小量程分度值為0.02A，電流為0.2A，電壓表選用大量程，分度值為0.5V，電壓為5V，根據串聯電路的規(guī)律和歐姆定律，電源電壓為U=IR滑+UV=0.2A×20Ω+5V=9V；小明移動滑片，使電壓表示數為6V，根據串聯電路電壓的規(guī)律，變阻器的電壓為：U滑=9V-6V=3V，電壓表示數為變阻器分得電壓的2倍，因變阻器最大阻值是20Ω，故根據分壓原理，電阻箱可接入電路的最大阻值為：R最大=2R滑=2×20Ω=40Ω，接入電路的最小值為：R最小=×=10Ω，要保證小明能夠完成實驗，電阻箱可連入電路的阻值范圍是10--40Ω；

（3）由表中數據，電流與電阻之積為一定值，故得出的結論：電壓一定時，電流與電阻成反比；

【拓展】

①只閉合S1，調節(jié)滑片P使電壓表示數為6V；

②斷開S1，使滑動變阻器連入電路的阻值不變，再閉合S2，此時電壓表示數為5V；

③在②中，根據歐姆定律，電路中的電流IR===0.5A，根據串聯電路的規(guī)律和歐姆定律，變阻器接入電路中的電阻R滑===8Ω，在①中，燈的額定電流為：IL===0.375A，燈泡的功率：P額=ULIL=6V×0.375A=2.25W。