Question

17．冬冬和同學們在“探究電流與電阻的關系”的實驗過程中：
他們先將R₁接入圖甲所示的電路中．再依次將定值電阻R₂、R₃接入a、b間進行實驗．每次更換電阻后需將滑片P向左（選填“左”或“右”）端移動，以保持a、b兩端的電壓不變，他們根據測量數據描繪出了圖乙所示的圖象．分析圖象可知：a、b兩端的電壓為2V，當電壓一定時，通過導體的電流與導體的電阻成反比．
在做完上述實驗后．冬冬他們將電路改為測量小燈泡的電功率．所用電源電壓保持不變．圖丙是他們所連接的實物圖．

①閉合開關后．他們發現無論怎樣移動滑片P，電壓表的示數均為3V不變，小燈泡不發光．經檢查，是由于其中一根導線連接錯誤造成的，請你用筆在實物圖中將連接錯誤的導線打“×”并補畫出正確的連線，
②排除故障后按照正確的操作進行實驗，當小燈泡正常發光時．兩電表的示數分別如圖丁所示，電壓表的示數為2.5V．電流表的示數為0.36A．小燈泡額定功率為0.9W．

Answer 1

分析 根據串聯分壓或確定滑動變阻器的移動方向；根據圖線的性質，可判斷電源電壓的大小，并確定電流與電阻的關系；
①從圖中可以判斷出電壓表被串聯在了電路中，且燈泡與變阻器并聯了，據此再進一步確定錯接的導線并改正；
②明確電流表和電壓表的量程與分度值，根據指針位置讀出示數，再利用公式P=UI計算小燈泡的額定功率．

解答 解：實驗中，將R₁更換為R₂，又將R₂更換為R₃，定值電阻的阻值增大，根據串聯分壓的原理可知，定值電阻兩端的電壓將變大，為了控制定值電阻兩端的電壓不變，則應增大滑動變阻器兩端的電壓，增大變阻器連入電路的阻值，即滑片應向左端移動；
分析圖乙可知，電流與導體的電阻關系圖線為一條反比例圖線，
由圖乙數據可得，a、b兩端的電壓U_ab=IR=0.4A×5Ω=0.2A×10Ω=0.1A×20Ω=2V；
根據圖乙可得：當電壓一定時，通過導體的電流與導體的電阻成反比．
①讀實物圖丙可以看出，燈泡與變阻器并聯了，且電壓表串聯在電路中；電壓表的內阻很大，則電路中電流非常小，此時電壓表測量電源電壓，因此會出現無論怎樣移動滑片P，電壓表的示數均為3V不變，小燈泡不發光的情況．
實物圖中從電流表向燈泡的導線連接錯誤，其改正情況如圖所示：

②從實物圖中可以確定，電壓表的量程為0～3V，分度值為0.1V，由丁圖可知電壓表示數為2.5V；
電流表的量程為0～0.6A，分度值為0.02A，由丁圖可知電流表示數為0.36A；
小燈泡的額定功率為：P_額=UI=2.5V×0.36A=0.9W．
故答案為：左；2；反比；
①見上圖；②2.5；0.36；0.9．

點評 本題考查了“探究電流與電阻的關系”的實驗中，電路圖及實物圖的連接，數據的分析，電流表和電壓表的讀數，以及電功率公式的運用等，綜合性較強．