Question

【题目】小王在“测量小灯泡电阻”的实验中，准备有以下器材：电源、标有“2.5V”的小灯泡、电流表、电压表、规格为“20Ω1A”的滑动变阻器、开关各一个、导线若干。则：

（1）请你用笔画线代替导线，将图甲中的电路连接完整。要求：滑动变阻器的滑片P向右移动时，小灯泡变暗；

（_____）

（2）闭合开关S前，滑动变阻器的滑片P要调至_____（选填“A”或“B”）端；

（3）正确连接电路后，小王按规范的正确步骤进行实验，闭合开关S时，发现小灯泡不亮，电流表、电压表指针均有偏转，但偏转的角度都很小，那么，小灯泡不亮的原因是滑片P在滑动变阻器阻值的_____（选填“最大阻值”或“最小阻值”）处；

（4）小王多次测量后，将测得的数据用描点法作出了小灯泡的U﹣I图象，如图乙所示，根据图象可得：小灯泡正常发光时的电阻为_____Ω；

（5）上述实验结束后，小王同学利用以上器材想进一步“探究电流与电阻的关系”，为此，他另外拿来了三个定值电阻，阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω．他将小灯泡取下后，并按图丙的电路在R的位置依次将5Ω、10Ω、15Ω的三个定值电阻先后接入电路中，为保证每次都能将接入的定值电阻两端电压调为3.0V（电源电压恒为7.5V的电池），应在电路中再串联一个阻值范围为_____Ω（最小）至_____Ω（最大）的电阻R2。

Answer 1

【答案】 B 最大阻值 12.5 2.5 7.5

【解析】

根据滑动变阻器的滑片P的移动对电路的影响，确定滑动变阻器的连接，根据灯泡的额定电压确定电压表选用的量程；闭合开关S前，滑动变阻器的滑片P要调至阻值最大处；正确连接电路后，根据电流表、电压表指针的偏转，分析小灯泡不亮的原因；

由小灯泡的U﹣I图象知，灯在额定电压下的电流，由欧姆定律求出小灯泡正常发光时的电阻。

（1）滑动变阻器的滑片P向右移动时，小灯泡变暗，即电流变小，变阻器连入电路的电阻变大，故滑片P以左的电阻丝应连入电路中；灯的额定电压为2.5V，故电压表选用小量程与灯并联，如下图所示：

（2）闭合开关S前，为了保护电路，滑动变阻器的滑片P要调至阻值最大处的B端；

（3）正确连接电路后，小王按规范的正确步骤进行实验，闭合开关S时，电流表、电压表指针均有偏转，但偏转的角度都很小，说明电路为通路，电路中的电流过小，则小灯泡不亮的原因可能是电路中电阻太大，可能是滑片P在滑动变阻器的最大阻值处；

（4）由小灯泡的U﹣I图象知，灯在额定电压下的电流为0.2A，由欧姆定律可得，小灯泡正常发光时的电阻为：；

（5）探究电流与电阻的关系，应控制定值电阻两端的电压不变，为保证每次都能将接入的定值电阻两端电压调为3.0V，根据串联电路电压的规律，变阻器分得的电压为：，变阻器分得的电压为定值电阻电压的：

当接入15Ω的电阻时，根据串联分压原理，变阻器连入电路中的电阻应为：

，而变阻器的最大电阻为20Ω，将变阻器与电阻R2视为一个整体，则电阻R2的最小值： ，

当接入5Ω的定值电阻时，同理可得，变阻器连入电路中的电阻：，

将变阻器与电阻R2视为一个整体，当变阻器连入电路中的电阻为0时，即可满足要求；所以，为保证每次都能将接入的定值电阻两端电压调为3.0V（电源电压恒为7.5V的电池），应在电路中再串联一个阻值范围为2.5Ω（最小）至7.5Ω（最大）的电阻R2。