Question

16．小明用如图甲所示的电路图，测量未知定值电阻R_x的阻值．

（1）实验开始前，滑动变阻器的滑片P应置于B（填“A”或“B”）端．
（2）小明闭合开关后，电流表和电压表都有示数，移动滑动变阻器的滑片时，发现电流表和电压表的示数都保持不变，可能的原因是把滑动变阻器下方的两个接线柱同时接入电路．
（3）故障排除后，闭合开关，移动滑片P到不同位置时，分别测出通过电阻R_x的电流和对应的电压值，作出了如图乙所示的“U-I”图象，由图象可得R_x=10Ω．
（4）同组的小华将定值电阻R_x换成额定电压为3.8V的小灯泡来“测小灯泡的额定功率”．于是他调节滑动变阻器的滑片P使灯泡两端的电压为3.8V时，电流表示数如图丙所示，则电路电流是0.3A，小灯泡的额定功率是1.14W．
（5）小华在实验过程中还发现，当小灯泡两端的电压逐渐增大时，通过它的电流也随之增大，灯泡的亮度变亮，这说明灯泡的亮度取决于它的实际功率．
（6）完成实验后，小华还想探究“导体中的电流与导体电阻”的关系，他选用两个电阻R₁、R₂（R₁≠R₂），设计的电路图如图丁所示．小华分别用电压表测出了R₁、R₂两端的电压．请你判断：通过以上操作，他能探究出“导体中的电流与导体电阻”的关系吗？不能（填“能”或“不能”），你判断的依据是：因为该电路设计错误，无法控制电阻两端的电压相同．

Answer 1

分析 （1）在闭合开关前，滑片应打到最大阻值处；
（2）闭合开关后，电流表和电压表都有示数，移动滑动变阻器的滑片时，发现电流表和电压表的示数都保持不变，可能的原因是把滑动变阻器下方的两个接线柱同时接入电路；
（3）根据公式R=$\frac{U}{I}$计算；
（4）此时该灯泡正常发光，故先判断出电流表的量程，而后据分度值读出电流表的示数，后据公式P=UI可计算出此时的额定功率；
（5）灯泡的亮度关键是看灯泡所在电路的实际电压的大小，实际电压大实际功率就大，灯泡就亮，实际电压小，实际功率就小，灯泡就暗；
（6）导体中的电流与导体两端的电压和导体的电阻有关，在探究电流跟一者之间的关系时，需用控制变量法．

解答 解：（1）在闭合开关前，滑片应打到最大阻值处即滑动变阻器的滑片P应置于B端．
（2）小明闭合开关后，电流表和电压表都有示数，移动滑动变阻器的滑片时，发现电流表和电压表的示数都保持不变，可能的原因是 把滑动变阻器下方的两个接线柱同时接入电路；
（3）图乙中所示当电压是2V时，电流是0.2A，所以R_x=$\frac{U}{I}$=$\frac{2V}{0.2A}$=10Ω；
（4）此时灯泡的电压等于额定电压，即为3.8V；而电流表选的是小量程，即其分度值是0.02A，故电流表的示数是0.3A，故此时的功率是P=UI=3.8V×0.3A=1.14W，由于此时灯泡正常发光，所以该灯泡的额定功率就是1.14W；
（5）灯泡的额定功率不会改变，实际功率根据电路中电压的改变而改变，灯泡越亮实际功率越大，灯泡越暗实际功率越小．
（6）要探究电流与电阻的关系，需使电阻两端的电压相同．小华设计的电路是串联，通过两电阻的电流相等，所以不能得出电流与电阻的关系．
故答案为：
（1）B；
（2）把滑动变阻器下方的两个接线柱同时接入电路；
（3）10；
（4）0.3；1.14；
（5）实际功率；
（6）不能；因为该电路设计错误，无法控制电阻两端的电压相同．

点评 本题需要注意的两个问题：
（1）电路图和实物电路的连接，重点是电表和滑动变阻器的连接．
（2）额定功率的计算，找到额定电压下对应的电流就是额定电流，额定电压和额定电流的乘积就是额定功率．