Question

（11分）小宇和同學們在“探究電流與電阻關系”的實驗中，所用的器材有：三節新干電池，“5Ω、10Ω、15Ω、20Ω”的電阻各一個，滑動變阻器一個，電流表使用0～0.6A的量程，電壓表使用0～3V的量程，開關和導線若干．請你和他一起完成下列實驗：

（1）小宇選用器材時發現電流表指針如圖甲所示，他應該 ；在連接實物電路的過程中，開關要 ．

（2）小宇連成如圖乙所示的電路，他剛要閉合開關，同組的小紅提醒他，實物連接有一處錯誤，請在錯誤的導線上劃“×”，并畫出正確的連線．

（3）改正錯誤連接后，閉合開關，移動滑片P觀察兩表的示數，為了記錄相關的實驗數據，請你幫他設計記錄數據的表格．

（4）在實驗過程中，控制定值電阻兩端的電壓為2V不變，當小宇用20Ω的定值電阻替換了15Ω的定值電阻后，繼續進行實驗，無論怎樣移動滑動變阻器的滑片，電壓表的示數都無法降低到2V，原因是 ．

（5）小宇在實驗時，用額定電壓為“2.5V”的小燈泡L1替換定值電阻，想測量L1的額定功率，可是不慎電壓表掉在地上摔壞了，老師又給他提供了一個標有“2.5V 1.25W”的小燈泡L2和兩個開關S1、S2，讓他設計測量方案，他靈機一動，設計了如圖丙所示的電路圖，同樣完成了實驗，請你將下列實驗過程補充完整；

① （填S、S1、S2的通斷情況），調節滑動變阻器的滑片，使電流表示數為 A；

② （填S、S1、S2的通斷情況），保持滑動變阻器的滑片位置不變，記錄電流表的示數為I；

③小燈泡L1額定功率的表達式P額= ．

 

Answer 1

（1）調零；斷開；（2）電路圖如上圖所示；（3）設計的表格如上所示；（4）滑動變阻器的最大阻值太小；（5）①開關S、S2閉合，斷開S1；0.5；②閉合開關S、S1閉合，斷開S2；③2.5V×（I﹣0.5A）．

【解析】

試題分析： （1）電流表使用前應先觀察指針是否指到0刻度線，否則應調零；為防止電路中電流過大，燒壞電路元件，連接電路圖時開關應斷開；

（2）實驗中，電壓表應與電阻并聯，滑動變阻器按一上一下的原則串聯在電路中；由圖2可知，電壓表沒有只測電阻兩端的電壓，且滑動變阻器連接錯誤，正確的如下圖所示：

（3）探究電流與電阻的關系實驗，應記錄的是電阻和電流值，表格如下所示

次數	1	2	3
電阻/Ω
電流/A

（4）因串聯電路中，電流處處相等，由U=IR，可知電阻越大分得的電壓越大，所以，電壓表的示數無法降低到2V的原因是滑動變阻器的最大阻值太小；

（5）由電路圖可知，

①當開關S、S2閉合，斷開S1時，調節滑動變阻器的滑片，使電流表示數，此時并聯部分的電壓為2.5V；

②保持滑片的位置不變，閉合開關S、S1閉合，斷開S2時，兩燈泡扔并聯，電流表測干路電流I；

③因并聯電路中干路電流等于各支路電流之和，所以，通過L1的電流：I1=I﹣I2=I﹣0.5A，

因并聯電路中各支路兩端的電壓相等，所以，L1額定功率：P額=UI1=2.5V×（I﹣0.5A）．

考點：探究電流與電阻關系