Question

8．小明用图a所示的电路探究“电阻上的电流跟两端电压的关系”，图b是小明未完成连接的实验电路．
（1）电压表应选择0～3V的量程；现要求滑动变阻器滑片向左移动时，电流表示数增大．请你按照对电压表量程的选择和对滑动变阻器连接的要求，完成图b中实验电路的连接．

（2）小明在实验中通过调节滑动变阻器滑片，测出通过电阻R的不同电流和对应的电压值，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请根据表中数据在坐标图中画出电阻R的U-I关系图．
②小明在实验中所用电阻R的阻值为5Ω；当通过的电流为0.5A时，电阻R消耗的电功率为1.25W．
（3）如果将实验电路中的电阻R更换成一个额定电压为3.8V、阻值约为10Ω的小灯泡后，要进行“测量小灯泡的额定电功率”的实验，则对实验电路还必须进行怎样的改动：
第一步：增加一节干电池；
第二步：电压表换接0～15V的量程．

Answer 1

分析 （1）根据电源的电压确定电压表的量程，且与电阻并联；滑动变阻器按一上一下的原则串联在电路中；
（2）①由描点法可得出U-I图象，即在坐标上找到每组电流、电阻值对应的点，然后用线连点即可；
②由图象可知，电压与电流成正比，由表中数据找出电压与对应的电流，由欧姆定律可求出导体电阻；根据P=UI求出当通过的电流为0.5A时电阻R消耗的电功率；
（3）额定电功率是小灯泡在额定电压下的实际功率，所以小灯泡两端的电压必须达到它的额定电压．

解答 解：（1）电源电压为2×1.5V=3V，所以电压表的量程为0～3V，且与电阻R并联；
滑动变阻器按一上一下的原则串联在电路中，根据题意，滑动变阻器滑片向左移动时，电流表示数增大，说明变阻器接入电路的电阻变小，所以变阻器下端应接A接线柱，如图2所示：

（2）①找出每组数据对应的点，然后用平滑的线把点连起来，如图3所示；

②由表中数据可知，当U=0.5V时，I=0.1A，
则定值电阻的阻值：R=$\frac{U}{I}$=$\frac{0.5V}{0.1A}$=5Ω；
由表可知，当通过的电流I'=0.5A时，两端的电压U'=2.5V，
则电阻R消耗的电功率：P=U'I'=2.5V×0.5A=1.25W．
（3）测一个额定电压为3.8V、阻值约为10Ω的小灯泡的额定功率，小灯泡两端的电压必须能达到3.8V，因此电源必须增加一节干电池，此时电源电压变为1.5V×3=4.5V，电压表的量程也应选择0～15V．
故答案为：（1）0～3V；电路连线如图所示；
（2）①图象如图3所示；②5；1.25；
（4）增加一节干电池；电压表换接0～15V的量程．

点评 解决本题的关键：一是连接实物电路图时，开关断开，滑动变阻器的滑片移到最大阻值处，电压表根据电源电压选量程，电流表根据电路中最大电流选量程；二是具备能够用描点法绘制图象，从图象上分析物理量的变化规律的能力．