Question

【題目】小東利用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置來探究“導(dǎo)體中的電流與電阻的關(guān)系”
（1）圖甲是小東連接的實(shí)物電路，圖中有一根導(dǎo)線連接錯誤，請你在連接錯誤的導(dǎo)線上打“×”并補(bǔ)畫出正確的連線．
（2）電路改正后，小東先將5Ω的電阻接入電路，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，使電壓表的示數(shù)為U．小東將5Ω的電阻換成10Ω的電阻時，他應(yīng)向（選填“左”或“右”）移動滑動變阻器的滑片，使電壓表示數(shù)恢復(fù)到U，通過多次實(shí)驗(yàn)可以得出在電壓一定時，通過導(dǎo)體的電流與電阻成比．
（3）若在如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置中，電流表的量程為0﹣0.6A固定不變．小東選擇阻值分別為5Ω，10Ω，15Ω，20Ω的四個定值電阻，若RP最大阻值為30Ω，電源電壓6V不變，為了保證實(shí)驗(yàn)成功，他需要控制電壓表的示數(shù)在V到V之間．
（4）上述實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，小東又設(shè)計(jì)了如圖乙所示電路，只用電流表來測量額定電流為I額=0.2A小燈泡的額定功率，已知滑動變阻器的最大電阻為R0=50Ω，電源電壓未知，其測量過程如下： ①閉合開關(guān)S2 ， 斷開開關(guān)S1 ， 移動滑動變阻器的滑片使其連入阻值為最大，并記下電流表的示數(shù)為I1=0.12A，則電源電壓為V；
② （填兩開關(guān)閉合情況），移動滑動變阻器的滑片使電流表的示效為0.2A，燈泡正常發(fā)光；
③ （填兩開關(guān)閉合情況），保持滑動變阻器的滑片位置，記下電流表的示效為I2=0.15A；
④則燈泡的額定功率為P額=W．

Answer 1

【答案】
（1）解：

（2）右；反
（3）2.4；3
（4）6；閉合S1 ， 斷開S2；閉合S2 ， 斷開S1；0.8
【解析】解：（1）原電路中，電壓表測電源電壓了，應(yīng)測電阻的電壓，如下所示： ；（2）研究電流與電阻的關(guān)系時，應(yīng)控制電壓表示數(shù)不變．小東將5Ω的電阻換成10Ω的電阻時，根據(jù)分壓原理，電壓表示數(shù)變大，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，要增大變阻器的電壓，由分壓原理，應(yīng)增大變阻器連入電路中的電阻大小，即他應(yīng)右移動滑動變阻器的滑片，使電壓表示數(shù)恢復(fù)到U，通過多次實(shí)驗(yàn)可以得出在電壓一定時，通過導(dǎo)體的電流與電阻成反比．（3）研究電流與電阻的關(guān)系時，應(yīng)控制電壓表示數(shù)不變，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，變阻器分得的電壓U滑=U﹣U表根據(jù)分壓原理有： ，即 ， …①因?qū)嶒?yàn)中，電壓表示數(shù)U表不變，由①式可知，變阻器連入電路中的電阻隨定值電阻的增大而增大，減小而減小，當(dāng)定值電阻最大為20Ω時，變阻器連入電路的電阻最大為30Ω，代入①得，U表1=2.4V；因電流表的量程為0﹣0.6A固定不變，故電路中最大電流為0.6A，則電路中的最小電阻為R小= =10Ω，即當(dāng)最小電阻為5Ω時，變阻器接入電路中的電阻至少為5Ω，代入①得U表2=3V；即了保證實(shí)驗(yàn)成功，他需要控制電壓表的示數(shù)在2.4V到3V之間．（4）①閉合開關(guān)S2 ， 斷開開關(guān)S1 ， 移動滑動變阻器的滑片使其連入阻值為最大，即P移動到最左端，此時R滑大=50Ω，并記下電流表的示數(shù)為I1=0.12A，電流測通過變阻器的電壓，則電源電壓為U=I1×R滑大=0.12A×50Ω=6V；②閉合S1 ， 斷開S2 ， 移動滑動變阻器的滑片使電流表的示效為0.2A，燈泡正常發(fā)光，③閉合S2 ， 斷開S1 ， 保持滑動變阻器的滑片位置，記下電流表的示效為I2=0.15A；④在②中，此時變阻器左邊電阻絲與燈串聯(lián)，電流表測電路中的電流，設(shè)變阻器滑片以右電阻為R右 ， 則左邊電阻為50Ω﹣R右 ， 根據(jù)電阻的串聯(lián)及歐姆定律有：50Ω﹣R右+RL= ，即50Ω﹣R右+RL= =30Ω…②；在③中，根據(jù)歐姆定律有：R右= ，即R右= =40Ω…③，將③代入②得燈正常發(fā)光時的電阻為RL=20Ω則燈泡的額定功率為P額=I2 RL=（0.2A）2×20Ω=0.8W．所以答案是：（1）如上所示；（2）右；反；（3）2.4； 3；（4）①6；②閉合S1 ， 斷開S2；③閉合S2 ， 斷開S1；④0.8．
【考點(diǎn)精析】本題主要考查了歐姆定律及其應(yīng)用的相關(guān)知識點(diǎn)，需要掌握歐姆定律的應(yīng)用： ① 同一個電阻，阻值不變，與電流和電壓無關(guān) 但加在這個電阻兩端的電壓增大時，通過的電流也增大．（R=U/I） ② 當(dāng)電壓不變時，電阻越大，則通過的電流就越小．（I=U/R） ③ 當(dāng)電流一定時，電阻越大，則電阻兩端的電壓就越大．（U=IR）才能正確解答此題．