Question

8．小明用圖（甲）所示的電路探究“電阻上的電流跟兩端電壓的關系”．
（1）請你在圖（甲）中用一根導線（用筆畫線代替）完成實驗電路的連接．（要求滑動變阻器滑片向左移動時，電流表示數增大）
（2）連接電路時，開關要斷開．
（3）閉合開關后，無論怎樣調節滑動變阻器的滑片，都發現電流表無示數，電壓表有示數．其原因可能是電阻R斷路（選填“斷路”或“短路”）．
（4）排除故障后，小明在實驗中通過調節滑動變阻器的滑片，測出電阻R在不同電壓下的電流值，如表所示              

U（V）	0.5	1.0	1.6	1.9	2.5	3.0
I（A）	0.1	0.2	0.3	0.4	0.5	0.6

①小明在實驗中所用電阻R的阻值約為5Ω．
②分析表中的數據得到：電阻一定時，電流跟電壓成正比．
（5）小明將電阻R換成一個額定電壓為3.8V，阻值約為10Ω的小燈泡，進行“測量小燈泡的額定電功率”的實驗：
①在增加一節干電池的同時對電路還必須進行改動的是電壓表換0～15V量程．
②當調節滑動變阻器的滑片使電壓表的示數為3.8V時，電流表的示數如圖（乙）所示，其讀數為0.3A，則小燈泡的額定功率是1.14W．

Answer 1

分析 （1）根據電阻兩端的最大電壓來判斷電壓表的量程；在連接電路時，注意滑動變阻器要一上一下，根據題目要求選擇下面一個接線柱，滑片離下面一個接線柱越遠，電阻越大；
（2）連接電路時，為了保護電路，開關要處于斷開狀態；
（3）電流表無示數，電壓表有示數，則可能與電壓表并聯的電路斷路；
（4）①根據歐姆定律即可求出電阻R的阻值；
②分析表格中電流和電壓的大小變化，得出電流和電壓的關系，在電阻不變時，導體的電流與電壓成正比；
（5）①測量小燈泡的額定電功率的實驗，主要檢查電流表、電壓表的量程選擇是否合適．
②根據圖乙讀出電流表的示數，由公式P=UI計算出小燈泡的電功率．

解答 解：（1）由題意知，電源電壓為3V，所以電壓表選擇0～3V的量程，應與導體并聯；
滑動變阻器滑片向左移動時，電流表示數增大，說明滑動變阻器的阻值應減小，則應接左面的A接線柱，如圖所示：

（2）連接電路時，為了保護電路，開關要處于斷開狀態；
（3）閉合開關，電流表無示數，說明電路處于開路狀態，電壓表有示數，則與電壓表并聯之外的部分電路是通路，所以與電壓表并聯的電阻發生了斷路；
（4）①由表格數據可知：U=0.5V時，電流I=0.1A，
根據I=$\frac{U}{R}$得：電阻R=$\frac{U}{I}$=$\frac{0.5V}{0.1A}$=0.5Ω；
②由表格中數據知，電阻不變，電壓增大為原來的幾倍，則電流增大為原來的幾倍，可知電阻不變，導體的電流與它兩端的電壓成正比．
（5）①電阻的額定電壓為3.8V，阻值約為10Ω，則電阻正常工作時的電流大小為I=$\frac{U}{R}$=$\frac{3.8V}{10Ω}$=0.38A，
所以電流表仍可選擇0～0.6A的量程，而電阻額定電壓3.8V大于3V，所以電壓表量程應換0～15V；
②由圖乙知，電流表的量程為0～0.6A，示數為0.3A，則P=UI=3.8V×0.3A=1.14W．
故答案為：（1）見上圖；（2）斷開；（3）斷路；（4）①5； ②正比；（5）①電壓表換0～15V量程；②0.3；1.14．

點評 本題涉及測電阻大小、探究電流與電阻的關系和測電功率3個實驗，考查電路的連接、控制變量的運用、變阻器的作用、對器材的選擇等知識，綜合性較強．