Question

【題目】小華利用如圖23所示的電路，探究電壓一定時(shí)，電流通過導(dǎo)體所消耗的功率與導(dǎo)體電阻的關(guān)系．他使用的器材有：滿足實(shí)驗(yàn)要求的可調(diào)電壓的學(xué)生電源、阻值分別為5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω、30Ω的定值電阻若干、“15Ω　lA”的滑動(dòng)變阻器、電流表、電壓表和開關(guān)各一只，導(dǎo)線若干． 以下是小華的幾個(gè)主要實(shí)驗(yàn)操作步驟：
①按圖連接電路，電路中接入的定值電阻R的阻值為5Ω，閉合開關(guān)S，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片P，當(dāng)電壓表的示數(shù)U為2V時(shí)，讀出電流表的示數(shù)I，將R、U、I值記錄在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表中．
②用10Ω電阻替換5Ω電阻接入電路，閉合開關(guān)S后發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)大于2V，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片P，當(dāng)電壓表示數(shù)U為2V時(shí)，讀出電流表的示數(shù)I，將R、U、I 值記錄在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表中．
③仿照步驟②，用15Ω電阻替換10Ω電阻接入電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)無論怎樣調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片P，電壓表的示數(shù)始終大于2V．

請(qǐng)根據(jù)以上敘述回答下列問題：
（1）在步驟②中，為使電壓表的示數(shù)由大于2V減小到2V，小華應(yīng)向端調(diào)節(jié)滑片（選填“A”或“B”）．
（2）出現(xiàn)步驟 ③中所述現(xiàn)象的原因可能是（選填選項(xiàng)前的字母，至少有一個(gè)選項(xiàng)正確）
A.電源電壓低
B.電源電壓高
C.滑動(dòng)變阻器最大阻值太大
D.滑動(dòng)變阻器最大阻值太小
（3）針對(duì)步驟③中出現(xiàn)的問題，怎樣改進(jìn)才能完成該實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)寫出你的辦法： ．

Answer 1

【答案】
（1）A
（2）BD
（3）降低電源電壓；（或換用阻值大的滑動(dòng)變阻器或把控制電壓改為2V以上或增大定值電阻R值）
【解析】解：（1）用10Ω電阻替換5Ω電阻接入電路，閉合開關(guān)S后發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)大于2V，因要保持電壓表示數(shù)不變，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，就要增大變阻器的電壓，由分壓原理，要增大變阻器連入電路中的電阻大小，向A移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P，當(dāng)電壓表示數(shù)U為2V；（2）當(dāng)用15Ω代替10Ω的電阻時(shí)，由分壓原理，電壓表示數(shù)變大，要減小電壓表示數(shù)，類似（1）知，應(yīng)增大變阻器連入電路中的電阻大小，當(dāng)把滑動(dòng)變阻器阻值全部接入電路時(shí)，定值電阻兩端電壓仍大于2V，根據(jù)分壓原理， ，由串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，變阻器的電壓為U滑=U﹣UR ， 即 ， = …Ⅰ，因UR增大，由Ⅰ式，在U不變的情況下，等式左邊減小，在R不變的情況下，是因?yàn)樽冏杵鞯淖畲笞柚堤��。换蛟赗滑、R不變的情況下，等式右邊大小不變，UR變大，是因?yàn)殡娫措妷篣太高的原因，所以原因是滑動(dòng)變阻器的最大電阻太小或電源電壓太高；故BD符合題意；（3）由Ⅰ式，要減小UR ， 在U、R不變的情況下，應(yīng)增大R滑即增大變阻器的最大阻值，或在R、R滑的不變，要減小UR ， 可減小電源電壓U；或如果保持變阻器的最大阻值不變，即在R滑較小的情況下，當(dāng)U、R不變時(shí)，右邊值變小，可增大UR的值；或在U、R滑不變的情況下，增大定值電阻R的值；能完成實(shí)驗(yàn)，可以控制定值電阻兩端的電壓高一些，或使用電壓小一些的電源、或使用最大阻值更大的滑動(dòng)變阻器、增大定值電阻R值．所以答案是：（1）A；（2）BD；（3）降低電源電壓；（或換用阻值大的滑動(dòng)變阻器；或把控制電壓改為2V以上；或增大定值電阻R值）
【考點(diǎn)精析】根據(jù)題目的已知條件，利用探究用電器的電功率實(shí)驗(yàn)的相關(guān)知識(shí)可以得到問題的答案，需要掌握測(cè)量小燈泡功率的實(shí)驗(yàn)中滑動(dòng)變阻器的作用：（1）保護(hù)電路（2）改變燈泡兩端的電壓，進(jìn)行多次測(cè)量．