Question

【題目】某小組同學用圖甲的電路圖探究歐姆定律，實驗中他們所用的定值電阻分別是5 Ω、10 Ω、20 Ω，電源電壓為3 V不變。

（1）如圖甲所示，是小華所連接的不完整實驗電路，請你用筆畫線代替導線，將缺少的導線連接好成完整電路___________。

（2）在探究“導體中的電流跟電阻的關系”時，小華將5 Ω的電阻接入電路，電壓表如圖乙所示。后把定值電阻由5 Ω換成10 Ω，閉合開關后，下一步的操作是：將變阻器的滑片P向_______（填“左”或“右”）移動直至電壓表示數為________V。若要完成整個實驗，選擇的滑動變阻器的最大阻值至少為______Ω。

（3）上述探究結束后，該組同學選擇原來的電源和兩只燈泡L1“2.5 V 0.3 A”和L2“3.8V 0.3A”，設計的電路如圖丙所示，探究“電功率跟電流、電壓的關系”。

①此實驗設計是為了探究電功率與電壓的關系，通過______________判斷來電功率的大小。

②為了探究電功率與電流的關系，小明認為，利用圖丙電路只要通過移動滑動變阻器，改變電流觀察燈L1或L2亮度的變化，即可得出結論。則小明同學的方案___________（填“合理”或“不合理”），理由：_____________________________。

Answer 1

【答案】 右 2 10 燈泡亮暗程度 不合理 沒有控制電壓一定

【解析】（1）根據歐姆定律可知，電路中最大電流，所以電流表選用0~0.6A的量程，將電流表與定值電阻串聯，連圖如下：

（2）電壓表選用0~3V量程，分度值為0.1V，如圖乙所示，電壓表示數為2V；在探究“導體中的電流跟電阻的關系”時，應控制電阻兩端的電壓不變，把定值電阻由5Ω換成10Ω，閉合開關后，電壓表示數變大，為保持電阻兩端電壓不變，應增大滑動變阻器分得的電壓，將滑動變阻器滑片向右移動，直至電壓表示數為2V；

實驗中，電源電壓為3V，定值電阻兩端電壓為2V，根據串聯電路電壓規律，滑動變阻器兩端的電壓為3V-2V=1V；根據串聯電路電壓的分配與電阻成正比，所以滑動變阻器的阻值為最大定值電阻的1/2，即要完成整個實驗，選擇的滑動變阻器的最大阻值至少為1/2×20Ω=10Ω。

（3）①燈泡亮度由燈泡實際功率決定，實際功率越大，燈泡越亮。為了探究電功率與電壓的關系，通過燈泡亮暗程度來判斷電功率的大小。

②為了探究電功率與電流的關系，應控制燈泡兩端電壓相等而電流不同，利用圖丙電路只要通過移動滑動變阻器，觀察燈L1或L2 亮度的變化時，電流和電壓同時改變，沒有控制電壓一定，所以小明的方案不合理。