Question

【題目】小亮做“探究電流與電阻的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)，連接的電路如圖甲所示，電源為可調(diào)節(jié)電壓的一電源，可用的定值電阻有5Ω、10Ω、30Ω，滑動(dòng)變阻器的規(guī)格為“60Ω1A”。

（1）請(qǐng)你用筆畫線代替導(dǎo)線，把圖甲所示的實(shí)驗(yàn)電路補(bǔ)充完整，并且使滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值最大。

（____）

（2）小亮想控制電壓表的示數(shù)為2V不變，則電源電壓選取的范圍是2V﹣_____V。

（3）他將某個(gè)定值電阻接入電路后，閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)電流表有示數(shù)而電壓表無示數(shù)，則電路中的故障可能是_____（選填“電阻”或“電壓表”）斷路；排除故障后閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，達(dá)到實(shí)驗(yàn)要求時(shí)，電流表示數(shù)如圖乙所示，他所用的定值電阻為_____。

（4）保持電源電壓不變，他將原來的定值電阻換成10Ω的定值電阻后，閉合開關(guān)，應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片向_____（選填“左”或“右”）移動(dòng)，才能達(dá)到實(shí)驗(yàn)要求。

（5）正確完成五次實(shí)驗(yàn)后，小亮能得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是：電壓一定時(shí)，電流與電阻成_____。

（6）完成上述實(shí)驗(yàn)后，小亮又設(shè)計(jì)了如圖丙所示的電路，來測(cè)量一個(gè)小燈泡的額定功率。已知小燈泡的額定電流為0.2A，電源電壓為6V保持不變，滑動(dòng)變阻器A最大阻值為50Ω，請(qǐng)完成以下實(shí)驗(yàn)步聚：

①閉合開關(guān)S、S1，斷開S2，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器A的滑片，使電流的示數(shù)為0.2A，此時(shí)小燈泡正常發(fā)光；

②閉合開關(guān)S、S2斷開S1，保持滑動(dòng)變阻器A的滑片位置不變，_____，使電流表的示數(shù)為0.2A，此時(shí)燈泡時(shí)的電阻就等于滑動(dòng)變阻器_____（選“A”或“B”）接入電路的電阻；

③再保持滑動(dòng)變阻器B的滑片位置不變，將滑動(dòng)變阻器A的滑片移到最_____（選填“左”或“右”端），此時(shí)電流表的示數(shù)為0.1A；則小燈泡的額定電功率為_____W。

Answer 1

【答案】 6 電壓表 5Ω 左 反比 移動(dòng)滑動(dòng)變阻器B的滑片 B 右 0.4

【解析】

（1）滑動(dòng)變阻器的滑片在最左端，使滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值最大，故變阻器右下接線柱連入電路中，電壓表與電阻并聯(lián)，如下圖所示：

（2）定值電阻兩端的電壓始終為2V不變，當(dāng)用30Ω定值電阻做實(shí)驗(yàn)時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值最大為60Ω時(shí)，此時(shí)滑動(dòng)變阻器兩端的電壓最大，電源電壓即為最大值；由串聯(lián)電路的分壓特點(diǎn)可得：R：R滑＝UR：U滑，即：30Ω：60Ω＝2V：U滑，解得：U滑＝4V，故電源的最大電壓為：U＝2V+4V＝6V，即電源電壓選取的范圍是2V﹣6V；

（3）若電阻斷路，電流表示數(shù)為0，電壓表串聯(lián)在電路中測(cè)電源電壓有示數(shù)，不符合題意；若電壓表斷路，電壓表沒有示數(shù)，但電路為通路，電流表有示數(shù)，符合題意，故電路中的故障可能是電壓表斷路；

電流表示數(shù)如圖乙所示，電流表選用小量程，分度值為0.02A，電流為0.4A，定值電阻的阻值為：；

（4）用5Ω的電阻替換10Ω的電阻后，由于串聯(lián)電路起分壓作用，因此定值電阻兩端電壓變大，即電壓表的示數(shù)變大，要保持電壓表示數(shù)不變，需增大滑動(dòng)變阻器兩端電壓，由串聯(lián)電路分壓規(guī)律可知，需增大滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值，故將滑片向左端移動(dòng)；

（5）根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論：電壓一定時(shí)，電流與電阻成反比；

（6）①閉合開關(guān)S、S1，斷開S2，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器A的滑片，使電流的示數(shù)為0.2A，此時(shí)小燈泡正常發(fā)光；

②閉合開關(guān)S、S2，斷開S1，保持滑動(dòng)變阻器A的滑片位置不變，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器B的滑片，使電流表的示數(shù)為0.2A，此時(shí)滑動(dòng)變阻器B相當(dāng)于小燈泡，則燈泡的電阻就等于滑動(dòng)變阻器B接入電路的電阻；

③再保持滑動(dòng)變阻器B的滑片位置不變，將滑動(dòng)變阻器A的滑片，使電流表的示數(shù)為0.1A，故應(yīng)增大滑動(dòng)變阻器A的電阻，故滑片移到最右端；此時(shí)電路中的總電阻為；滑動(dòng)變阻器A的最大阻值為50Ω，則滑動(dòng)變阻器B的電阻即小燈泡的電阻為：RB＝RL＝R'﹣RA＝60Ω﹣50Ω＝10Ω；燈泡的額定功率為：P＝I2RL＝（0.2A）2×10Ω＝0.4W。