Question

8．（電功率的測量）小明用如圖所示的電路探究“電阻上的電流跟兩端電壓的關(guān)系”，如圖是小明未完成連接的實(shí)驗(yàn)電路．

（1）要求滑動變阻器滑片向左移動時，電流表示數(shù)增大．請你按照對電壓表量程的選擇和對滑動變阻器連接的要求，用筆畫線代替導(dǎo)線，完成圖中實(shí)驗(yàn)電路的連接．
（2）小明按要求正確連接電路后，閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)電壓表指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度的位置．其原因可能是電阻R處斷路（或滑動變阻器的阻值為零）．（寫出一個）
（3）小明在實(shí)驗(yàn)中通過調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片，測出通過電阻R的不同電流和對應(yīng)的電壓值，如下表所示．

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請根據(jù)表中數(shù)據(jù)在圖中畫出電阻R的U-I關(guān)系圖象．
②小明在實(shí)驗(yàn)中所用電阻R的阻值為5Ω；當(dāng)通過的電流為0.5A時，電阻R消耗的電功率為1.25W．
（4）如果將實(shí)驗(yàn)電路中的電阻R更換成一個額定電壓為3.8V、阻值約為10Ω的小燈泡后，要進(jìn)行“測量小燈泡的額定電功率”的實(shí)驗(yàn)，則對實(shí)驗(yàn)電路還必須進(jìn)行怎樣的改動：增加一節(jié)干電池（換一個電壓高于3.8V的學(xué)生電源）；電壓表換接0～15V的量程．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)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(jù)滑片離下面一個接線柱越遠(yuǎn)，電阻越大，結(jié)合題目要求選擇下面一個接線柱，．
（2）電壓表指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度，可能是因?yàn)榛瑒幼冏杵麟娮柙谧钚≈祷驅(qū)�體斷路．
（3）①由描點(diǎn)法可得出U-I圖象，即在坐標(biāo)上找到每組電流、電阻值對應(yīng)的點(diǎn)，然后用線連點(diǎn)即可；
②由圖象可知，電壓與電流成正比，由表中數(shù)據(jù)找出電壓與對應(yīng)的電流，由歐姆定律可求出導(dǎo)體電阻；
根據(jù)P=UI求出當(dāng)通過的電流為0.5A時電阻R消耗的電功率．
（4）額定電功率是小燈泡在額定電壓下的實(shí)際功率，所以小燈泡兩端的電壓必須達(dá)到它的額定電壓．

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(yīng)與導(dǎo)體并聯(lián)；
滑動變阻器滑片向左移動時，電流表示數(shù)增大，說明滑動變阻器的阻值應(yīng)減小，則應(yīng)接下面的A接線柱，如圖所示：

（2）電壓表指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度的位置說明電壓表并聯(lián)在電源的兩端測電源的電壓，可能是電壓表并聯(lián)的部分?jǐn)嗦芳措娮鑂斷路，也可能是此時滑動變阻器接入電路的電阻為0；
（3）①找出每組數(shù)據(jù)對應(yīng)的點(diǎn)，然后用平滑的線把點(diǎn)連起來，如下圖所示；

②由圖知，當(dāng)U=0.5V時，I=0.1A，則
定值電阻的阻值R=$\frac{U}{I}$=$\frac{0.5V}{0.1A}$=5Ω；
當(dāng)通過的電流I=0.5A時，兩端的電壓U=2.5V，則
電阻R消耗的電功率P=UI=2.5V×0.5A=1.25W．
（4）測一個額定電壓為3.8V、阻值約為10Ω的小燈泡的額定功率，小燈泡兩端的電壓必須能達(dá)到3.8V，因此電源必須增加一節(jié)干電池，此時電源電壓成了1.5V×3=4.5V，電壓表的量程也應(yīng)選擇0～15V．
故答案為：（1）電路連線如圖所示；
（2）電阻R處斷路（或滑動變阻器的阻值為零）；
（3）①圖象如圖所示；②5；1.25；
（4）增加一節(jié)干電池（換一個電壓高于3.8V的學(xué)生電源）；電壓表換接0～15V的量程．

點(diǎn)評 （1）連接實(shí)物電路圖時，開關(guān)斷開，滑動變阻器的滑片移到最大阻值處，電壓表根據(jù)電源電壓選量程，電流表根據(jù)電路中最大電流選量程；
（2）能夠用描點(diǎn)法繪制圖象，從圖象上分析物理量的變化規(guī)律的能力；
（3）理解額定功率的物理意義，會測量用電器的額定功率．