Question

20．小芳為了探究“通過導體的電流與導體兩端電壓的關系”，設計了如圖所示的電路圖（電源電壓6V恒定，電阻R一定，滑動變阻器有兩個規格分別是（R₁“20Ω、1A”；R₂“60Ω、0.5A”）．所得數據如表中所示：

電壓/V	1	2	2.5
電流/A	0.1	0.2	0.25

（1）為了完成實驗，應選用滑動變阻器R₂連入電路（選填“R₁”或“R₂”）
（2）為了使結論具有普遍性，做完上述3次實驗后，小芳的下一步操作應當是換用阻值不同的電阻再做實驗．
（3）小芳還想用此電路測定小燈泡的額定功率，于是他在第3次測量的基礎上（保持滑動變阻器的滑片位置不動）將電阻R換成一只額定電壓為2.5V的小燈泡（阻值約為6Ω）．閉合開關S后，小燈泡發光，但比正常發光時暗（選填“亮”或“暗”），接著他應向左（選填“左”或“右”）移動滑片，才能使小燈泡正常發光．

Answer 1

分析 （1）當電路中電流最小時，滑動變阻器接入電路的阻值最大，根據串聯電路電壓規律和歐姆定律求出滑動變阻器的最大阻值，然后進行判別；
（2）為使結論更具普遍性，應換用阻值不同的電阻再做實驗，看是否得出相同結論；
（3）根據表中實驗數據，由歐姆定律求出電阻阻值，根據定值電阻阻值與燈泡電阻的關系，根據串聯電路特點判斷把電阻換成燈泡后燈泡兩端電壓與定值電阻的關系，然后判斷燈泡亮度如何變化；根據電路圖判斷滑片的移動方向．

解答 解：（1）根據表中數據可知，電路中的電流為0.1A，定值電阻兩端電壓為1V，則滑動變阻器兩端的電壓為U=6V-1V=5V，滑動變阻器的阻值為R=$\frac{U}{I}$=$\frac{5V}{0.1A}$=50Ω，故應選用滑動變阻器R₂；
（2）為了使結論具有普遍性，做完上述3次實驗后，小芳的下一步操作應當是換用阻值不同的電阻再做實驗；
（3）電阻阻值R=$\frac{{U}_{1}}{{I}_{1}}$=$\frac{1.0V}{0.1A}$=10Ω＞6Ω，電阻阻值大于燈泡電阻，用燈泡替換電阻后，阻值變小，燈泡分壓變小，小于2.5V，即小于燈泡額定電壓，故燈泡實際功率小于其額定功率，燈泡亮度比正常發光時暗；由電路圖可知，應向左移動滑片，才能使小燈泡正常發光．
故答案為：（1）R₂；（2）換用阻值不同的電阻再做實驗；（3 ）暗；  左．

點評 本題是探究電流與電壓關系的實驗，考查了電路的連接、實驗數據的分析，考查全面，難度適中．