Question

【題目】小明選用如下器材：5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω、30Ω的定值電阻、最大阻值為30Ω的滑動變阻器、學生電源、電流表、電壓表、開關導線若干，進行探究：

探究“電流與電阻的關系”，電源電壓為6V，控制電壓為2.5V：

(1)請你幫助小明用筆畫代替導線把圖甲中的實物電路連接完整。要求：當滑動變阻器的滑片向左移動時，電流表的指針偏轉角度變大；

（_________）

(2)把5Ω的電阻接入電路，使其兩端的電壓為2.5V并記下對應的電流值。當把5Ω換為10Ω的電阻后，使其兩端的電壓恢復到2.5V，此時滑動變阻器連入的阻值，跟原來的相比_____（填“變大”或“變小”）；

(3)當小明把25Ω的電阻接入電路中時，發現無論怎樣調節滑動變阻器的滑片都不能使電阻兩端電壓達到2.5V。電阻兩端控制電壓2.5V不變，為保證六個電阻單獨接入電路中完成實驗，應該換用一個滑動變阻器阻值不低于_____Ω；

(4)由數據得出：當電壓一定時，電流與電阻成反比。

(5)另一小組的小騰同學在只有一只電流表的情況下，連接了如圖乙所示的電路測量小燈泡的額定功率：（已知小燈泡額定電流為I額和滑動變阻器R0的最大阻值為R0）

①閉合S1，將______的滑片調節到最左端，調節另一個滑動變阻器滑片，使電流表的示數為_______；

②閉合S2，保持滑動變阻器______的滑片位置不變，調節另一個滑動變阻器，使電流表的示數為I額；

③在步驟②基礎上，保持_____滑片位置不動，將另一個滑動變阻器滑片移動到最左端，電流表示數為I1，將此滑動變阻器的滑片移動到最右端，電流表示數為I2；

④小燈泡額定電功率的表達式P額=______。（用I額、I1 、I2、R0）

Answer 1

【答案】 變大 42 RP I額 R0 RP

【解析】

(1)根據定值電阻兩端的電壓和最小的定值電阻求出最大電流，確定電流表量程，再根據題目要求判斷滑動變阻器下端所接的接線柱。

(2)當換上大電阻時，根據分壓原理確定電壓表示數的變化，由串聯電路電壓的規律求出變阻器滑片移動的方向。

(3)根據串聯電路電壓的規律求出變阻器分得的電壓，根據分壓原理，求出當接入30Ω電阻時變阻器連入電路中電阻值，即為滑動變阻器的最小阻值。

(5)已知燈泡的額定電流，可通過R0等效替代正常發光燈泡，再根據電路特點，利用電源不變計算出R0的阻值，由計算額定功率。

(1)[1]已知定值電阻兩端的電壓為2.5V，當接入5Ω的電阻時，電路中的電流最大，其值為

則電流表選取量程，當滑動變阻器的滑片向左移動時，電流表示數變大，根據歐姆定律可知，滑動變阻器接入的阻值變小，所以滑動變阻的下端左側接線柱接入電路，即電流表的“0.6”接線柱與滑動變阻器的下端左側相連，如下圖所示：

(2)[2]根據串聯分壓原理可知，將定值電阻由5Ω換為10Ω后，電阻增大，其分得的電壓增大，探究電流與電阻的實驗中應控制電壓不變，則應保持電阻兩端的電壓不變，根據串聯電路電壓的規律可知應增大滑動變阻器分得的電壓，由分壓原理，應增大滑動變阻器連入電路中的電阻，即阻值變大。

(3)[3]電阻兩端的電壓始終保持U=2.5V，根據串聯電路電壓的規律，變阻器分得的電壓

根據串聯電路分壓原理可知

故為保證六個電阻單獨接入電路中完成實驗，應該換用一個滑動變阻器阻值不低于42Ω。

(5)①[4][5]閉合S1，將RP的滑片調節到最左端，調節R0的滑片，使電流表的示數為I額，燈泡正常發光，此時燈泡與R0串聯。

②[6]閉合S2，保持R0的滑片位置不變，調節RP的滑片，使電流表的示數為I額，此時RP與R0串聯，因為電路中電流仍為I額，所以RP=RL。

③[7]在步驟②基礎上，保持RP滑片位置不動，將R0的滑片移動到最左端，電流表示數為I1，將R0的滑片移動到最右端，電流表示數為I2，由串聯電路特點和歐姆定律可得

解得。

④[8]小燈泡額定電功率的表達式