Question

12．小明用甲圖所示的電路探究“通過電阻的電流跟兩端電壓的關系”，電源電壓3V保持不變．

（1）請你在甲圖中用一根導線（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）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，電壓表有明顯示數，其原因可能是電阻R斷路．
（3）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	1.0	1.5	2.0	2.5	3.0
I/A	0.2	0.3	0.4	0.5	0.6

①當電流表示數為0.2A時，滑動變阻器接入電路的電阻為10Ω；
②分析表中的數據得到電流與電壓的具體關系為：電阻一定，電流與電壓成正比．
[拓展]完成上述實驗后，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，測量小燈泡的額定電功率；
（1）在增加一節干電池的同時對電路還必須進行改動的將電壓表量程改為0～15V．
（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）滑動變阻器的接線原則是一上一下，下接線柱與滑片之間的電阻線是有效接入電路中的電阻，這段電阻越小，通過的電流越大．
（2）電流表無示數，說明電路發生斷路，電壓表有示數，說明與電壓表并聯的電路斷路．
（3）①根據表格中任意一組數據，由公式R=$\frac{U}{I}$計算出電阻的阻值；②根據表格中數據，分析得出電流和電壓的關系：電阻一定時，電流跟電壓成正比；
（4）①主要檢查電流表、電壓表的量程選擇是否合適；②讀出電流表的數值，根據公式P=UI計算出電功率的值．

解答 解：
（1）由圖知，滑動變阻器已接了上面一個接線柱，應再接下面一個接線柱，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變小，因此要接左邊的接線柱，如圖所示：

（2）電流表無示數，說明電路發生斷路，電壓表有示數，說明與電壓表并聯的電阻R斷路；
（3）①由表格中數據知，當U=2V時，I=0.2A，滑動變阻器兩端的電壓為2V，則滑動變阻器電阻為R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2V}{0.2A}$=10Ω；②由表格中數據知，電阻不變，電壓增大幾倍，電流也增大幾倍，可得電阻一定時，電流跟電壓成正比；
（4）①由于電流表的數值不會很大，所以可以選擇0～0.6A的量程，而額定電壓3.8V大于3V，所以電壓表量程應改為0～15V；
②由圖知，電流表的量程為0～0.6A，分度值0～0.02A，所以其示數為0.3A．P=UI=3.8V×0.3A=1.14W．
故答案為：（1）如上圖；（2）電阻R斷路；（3）10； 電阻一定，電流與電壓成正比；【拓展】（1）將電壓表量程改為0～15V；（2）0.3； 1.14．

點評 此題探究“電阻上的電流跟兩端電壓的關系”實驗，考查了有關電路的連接，特別是滑動變阻器的接法，同時考查了電阻的計算和額定功率的計算，在此題中正確讀出電流表的數值很重要；同時考查了電路故障的分析和測量數據的分析．