Question

11．如圖所示在“探究一定電壓下，電流與電阻的關系”的實驗中，老師提供的實驗器材有：電源（電壓恒為4.5v），電流表、電壓表、開關各一個，四個定值電阻（5Ω、10Ω、15Ω、20Ω），兩只滑動變阻器（規(guī)格分別為“10Ω  2A”、“20Ω  1A”），導線若干．
（1）請根據(jù)甲電路圖用筆畫線代替導線將圖乙實物圖連接完整；

（2）為了完成該實驗探究，滑動變阻器應選擇20Ω 1A的規(guī)格．按圖乙連接好電路，閉合開關前，變阻器的滑片P應調至最右（選填“左”或“右”）端．
（3）連好電路閉合開關，發(fā)現(xiàn)電壓表無示數(shù)，電流表有示數(shù)，則故障可能是R短路．
（4）排除故障后，小明在a、b間先接入5Ω的電阻，閉合開關，移動滑片P，使電壓表示數(shù)為2.5V，并記下相應的電流值；再改接10Ω的電阻，此時滑片P應向F（選填“E”或“F”）端移動，小明移動變阻器滑片P的目的是控制定值電阻兩端的電壓為2.5V不變．
（5）小明又將乙圖中的定值電阻R換成標有“2.5V”的小燈泡，圖丙是使該燈泡正常發(fā)光時的電流表的示數(shù)，則該燈泡的額定功率為0.5W．
（6）若將電阻R換成電動機，則當滑片P向左滑動時，它的轉速將變快（選填“快”或“慢”）．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)電路圖連接實物，注意導線不要交叉和電表量程選擇適當；
（2）探究電流與電阻的關系，應控制電阻兩端電壓保持不變，更換電阻后要移到滑片，使電壓表示數(shù)保持不變；由歐姆定律求出最大阻值的滑動變阻器接入電路時的電路電流，然后由串聯(lián)電路特點及歐姆定律求出此時滑動變阻器接入電路的阻值，然后選擇滑動變阻器連接滑動變阻器時，在閉合開關前，使滑動變阻器處于阻值最大處，根據(jù)連接確定滑片的移動方向；
（3）連好電路閉合開關，發(fā)現(xiàn)電壓表無示數(shù)，電流表有示數(shù)，則故障可能是電阻發(fā)生短路或電壓表斷路；
（4）根據(jù)串分壓的知識，先判斷出改接后電壓表的示數(shù)變化，然后判斷滑片的移動方向；
（5）讀出電流表示數(shù)，根據(jù)公式P=UI，計算出電功率大�。�
（6）由電路圖分析可知當滑片向左移動時，電路電阻減小，電流變大，由此分析解答．

解答 解：（1）電流表與電阻串聯(lián)，由圖丙可知，電流表用0～0.6A的量程，如圖所示：

（2）由題意可知，當20Ω的電阻接入電路時，電路中的電流為I=$\frac{U}{R}$=$\frac{2.5V}{20Ω}$=0.125A，此時滑動變阻器兩端電壓U_滑=4.5V-2.5V=2V，滑動變阻器接入電路的阻值R=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{2V}{0.125A}$=16Ω，
則應選規(guī)格為“20Ω 1A”的滑動變阻器；連接滑動變阻器時，在閉合開關前，使滑動變阻器處于阻值最大處，根據(jù)乙圖可知滑片應該移動到右端；
（3）連好電路閉合開關，發(fā)現(xiàn)電壓表無示數(shù)，電流表有示數(shù)，則故障可能是電阻發(fā)生短路或電壓表斷路；
（4）改接10Ω的電阻后，電壓表的示數(shù)變大，則應增大滑動變阻器的阻值，將滑片向右端即F端滑動，使電壓表的示數(shù)保持2.5V不變；
（5）電流表的讀數(shù)為：I=0.2A，則P=UI=2.5V×0.2A=0.5W；
（6）當將R換為電動機，則當滑片P向左滑動時，電路電阻減小，電流變大，它的轉速將變快．
故答案為：（1）如上圖；（2）“20Ω  1A”；右；（3）R短路；（4）F；控制定值電阻兩端的電壓為2.5V不變；（5）0.5；（6）快．

點評 解決本題的關鍵：一是知道滑動變阻器在本實驗中的作用和使用，二是會根據(jù)控制變量法設計實驗和分析實驗數(shù)據(jù)得出結論．