Question

【题目】小明在探究“电流与电压、电阻的关系”的实验中：

（1）连接电路时，开关应____．请用笔画线代替导线，根据如图将如图所示的实物电路连接完整_______．

（2）闭合开关后，发现电压表无示数，故障的原因可能是：①____ ②____．(故障在R或R′) )

（3）排除故障后，小明通过实验得到数据如表（一）所示，其中第1次实验的电流表示数为____A．根据表（一）的数据，可得出的结论是_______________________．

（4）小明继续探究电流与电阻的关系，将电阻R先后更换为5Ω和15Ω的电阻进行实验，得到数据如表（二）所示．通过分析表（二）的数据，可知小明在操作过程中存在的错误是_________________________．按照正确的操作， 当把R由10Ω换成5Ω时，滑动变阻器R’的滑片应向____(选填“A”或“B”)端移动。

（5）该实验结束后，小明又重新设计了电路（如图），测量一个小灯泡的额定功率，这个小灯泡正常工作的电流为I1．请帮他完成实验步骤（已知电源电压为U）．

①只闭合开关S1，移动滑动变阻器R2的滑片，使电流表示数为_________；

②只闭合开关S2，保持滑动变阻器R2的滑片位置不变，___________使电流表示数为I1；再将滑动变阻器R2的滑片调到最左端，读出电流表的示数为I2；

③则小灯泡的额定功率表达式为P额=_________．

Answer 1

【答案】 断开 见解析所示 R短路 R′断路 0.1 电阻一定时，电流与电压成正比 未控制电压一定 A I1 移动滑动变阻器R1的滑片 U I12/ I2

【解析】(1)连接电路前，开关必须断开，避免在连接的过程因错误连接造成短路；根据电路图连接实物电路图，把电阻与滑动变阻器串联接入电路，电压表并联在电阻两端，电路图如图所示：

(2)电压表测电阻R两端的电压，R被短路时，电压表无示数，或者电路是断路，又因为故障只在R或R′，所以可能的原因为：电阻R短路或R′断路。 (3) 由表一中第二次实验数据可知，R 因此第1次实验的电流表示数为I，根据表一的数据可得出结论：在电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比；(4)探究电流与电阻的关系，应用控制变量法，控制电压一定，通过分析表（二）的数据可知，将电阻R先后更换为5Ω和15Ω的电阻时，存在的错误是 ：未控制电压一定。按照正确的操作， 当把R由10Ω换成5Ω时，为控制电压表的示数不变，应调节滑动变阻器使其连入电路中的阻值减小，故滑动变阻器R’的滑片应向A端移动。（5）根据图中电路测量一个小灯泡的额定功率，利用等效替代法，只闭合开关S1，移动滑动变阻器R2的滑片，使电流表示数为I1，只闭合开关S2，保持滑动变阻器R2的滑片位置不变，移动R1的滑片，使电流表示数为I1；在相同电压下，由于滑动变阻器R1和滑动变阻器R2串联后的电流与小灯泡和滑动变阻器R2串联后的电流相同，故R1可等效替代小灯泡，小灯泡的阻止等于R1的阻值，再将滑动变阻器R2的滑片调到最左端，此时电路中只有R1，读出电流表的示数为I2；由 可得，R1，故RLR1 ,根据电功率的推导公式P 可得小灯泡的额定功率：P额 . 故实验步骤如下：①只闭合开关S1，移动滑动变阻器R2的滑片，使电流表示数为I1；②只闭合开关S2，保持滑动变阻器R2的滑片位置不变，移动R1的滑片，使电流表示数为I1；再将滑动变阻器R2的滑片调到最左端，读出电流表的示数为I2；③则再将滑动变阻器R2的滑片调到最左端，读出电流表的示数为I2；表达式为P额= U I12/ I2．