Question

【题目】在探究“电流与电阻的关系”实验中，小硕选用如下器材：电压恒为5V的电源阻值为5Ω、100Ω、200Ω的定值电阻，规格为“30Ω 1A”的滑动变阻器，电流表电压表，开关和若干导线

（1）如图甲所示为小硕连接的实验电路，闭合开关前发现电路中有一根导线连接错误，请在连接错误的导线上画“×”，并用笔画线代替导线将电路连接正确。

（_________）

（2）改正错误后，用开关试触，发现电压表指针迅速摆到表盘最右端，电流表指针几乎未动。小硕分析可能是定值电阻发生了_____故障。

（3）排除故障后，调节滑动变阻器的滑片，电压表示数如图乙所示，其示数为_____V．断开开关，保持滑动变阻器滑片位置不动，将5Ω电阻换成10Ω电阻，闭合开关，应将滑片向_____（填“左”或“右”）移动，使电压表示数与第一次实验示数相同此时电流表示数应为_____。

（4）在探究过程中，小硕发现，为了保持定值电阻两端电压不变，只要滑动变阻器连入电路阻值与电路中定值电阻阻值之比为_____即可。

（5）多次实验后，根据数据可以得出结论：电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成_____。

（6）小硕利用如图丙所示电路测量额定电流为0.2A小灯泡的额定功率，已知定值电阻R0的阻值为10Ω，电源电压未知且大于小灯泡的额定电压。

①开关S1接b，S2接d，电流表示数为0.6A，则电源电压为_____V。

②开关S1接a，S2接c，调节滑动变阻器的滑片，使电流表示数为_____A，此时小灯泡正常发光。

③开关S1接b，S2接c，使滑动变阻器的滑片_____（填“移到上端”、“保持不动”或“移到下端”），电流表示数为0.3A。

④小灯泡额定功率P额＝_____W。

Answer 1

【答案】 断路 2 右 0.2A 3：2 反比 6 0.2 保持不动 0.8

【解析】

(1)[1]原电路中，电流表与电阻并联，电压表串联在电路中是错误的，电流表应与电阻串联，电压表与电阻并联，如下所示：

(2)[2]用开关试触，电压表指针迅速摆到表盘最右端，电流表指针几乎未动，可能是定值电阻发生了断路；

(3)[3]排除故障后，调节滑动变阻器的滑片，电压表示数如图乙所示，电压表选用小量程，分度值为0.1V，其示数为2V；

[4]根据串联分压原理可知，将定值电阻由5Ω改接成10Ω的电阻，电阻增大，其分得的电压增大；探究电流与电阻的实验中应控制电压不变，应保持电阻两端的电压不变，根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压，由分压原理，应增大滑动变阻器连入电路中的电阻，所以滑片应向右端移动，使电压表的示数不变；

[5]由欧姆定律，电流表示数应为：

I＝＝0.2A；

(4)[6]实验中保持定值电阻两端电压不变，由串联电路电压的规律，变阻器的电压为：

U滑=5V﹣2V＝3V，

由分压原理，滑动变阻器连入电路阻值与电路中定值电阻阻值之比为

U滑:U定=3V:2V=3:2；

(5)[7]根据数据可以得出结论：电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比；

(6)①[8]开关S1接b，S2接d，电流表示数为0.6A，为定值电阻的简单电路，由欧姆定律，则电源电压为：

U＝I1R0＝0.6A×10Ω＝6V；

②[9]开关S1接a，S2接c，调节滑动变阻器的滑片，使电流表示数为0.2A，此时小灯泡正常发光。

③[10]开关S1接b，S2接c，使滑动变阻器的滑片保持不动，电流表示数为0.3A。

④[11]在③中，变阻器与定值电阻串联，由欧姆定律，定值电阻的电压；

U0＝I′R0＝0.3A×10Ω＝3V，

变阻器的电压为

6V﹣3V＝3V，

由分压原理，变阻器连入的电阻为：R滑＝10Ω；

在②中，由欧姆定律，变阻器的电压：

U滑＝IR滑＝0.2A×10Ω＝2V，

根据串联电路电压的规律，灯的额定电压为：

U额＝6V﹣2V＝4V，

小灯泡额定功率：

P额＝U额I额＝4V×0.2A＝0.8W。