Question

【题目】小林用如图甲所示的实验器材探究“电流与电阻的关系”．电源电压恒为3V，滑动变阻器上标有“20Ω 2A”字样，阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω、100Ω的定值电阻各一个．
（1）连接电路时，滑动变阻器滑片P要移到最端（选填“A”或“B”）．
（2）闭合开关，调节滑动变阻器的滑片P，使电流的示数如图乙所示，此时电路中的电流为A．
（3）将5Ω定值电阻换乘10Ω定值电阻，闭合开关，为了保持表的示数不变，应将滑动变阻器的滑片P向（选填“A”或“B”）移动，记录此时各表的示数．
（4）将10Ω定值电阻换成20Ω定值电阻，重复步骤（3），实验记录的多组数据如表1所示．分析数据可得结论是 ． 表1

实验次数	定值电阻（Ω）	电流表示数（A）
1	5
2	10	0.18
3	20	0.09

（5）实验结束后，小林问老师在此实验中能否换用50Ω的定值电阻进行实验？老师指导小林分析了不能更换的原因．你认为其原因是 ．
（6）若用该电路测量额定电压为2.5V小灯泡功率，测得数据如表2所示． 表2

次数	1	2	3	4	5
电压U/V	0.4	1.0	1.5	2.0	2.5
电流I/A	0.08	0.16	0.19	0.22	0.24

①小灯泡的额定功率是W；
②为完成整个实验，应该选取最大阻值不小于Ω的滑动变阻器．

Answer 1

【答案】
（1）A
（2）0.36
（3）电压；A
（4）电压一定时，通过导体中的电流与电阻成反比
（5）R两端电压无法达到1.8V
（6）0.6；32.5
【解析】解：（1）为了保护电路，由图甲知，连接电路时，滑动变阻器滑片P要移到最大值A端；（2）由图乙知，电流表使用0﹣0.6A量程，分度值0.02A，所以电流表示数为0.36A；（3）将5Ω电阻换成10Ω后，根据串联电路的分压原理，电压表的示数会变大．要控制电压表示数不变，应该增大滑动变阻器的阻值，即应将滑动变阻器的滑片P向A移动，以增大滑动变阻器分得电压，从而使电压表仍为原来的示数不变；（4）分析表中数据知，当电阻变为原来的几倍，通过的电流变为原来的几分之一，所以电流和电阻的关系为：当电压一定时，通过导体中的电流与电阻成反比；（5）由表中数据，根据欧姆定律，电压表示数U=IR=0.36A×5Ω=1.8V， 由图知电源由两节干电池组成，即电源电压为3V，
当定值电阻为50Ω时，要保持电压表示数不变，此时滑动变阻器分去的电压为U滑=3V﹣1.8V=1.2V，
根据分压原理， = ，变阻器连入电路中的阻值R滑= R定= ×50Ω=33.3Ω，
即变阻器的最大阻值至少为33.3Ω，
而题中变阻器的规格为“20Ω 2A”，所以滑动变阻器最大阻值太小，无法保持定值电阻两端电压始终为1.8V．（6）①灯泡电压为2.5V时正常工作，由表中数据知，此时通过灯泡的电流为0.24A所以灯泡的额定功率：P=UI=2.5V×0.24A=0.6W；
②由表中数据知，当小灯泡两端的电压UL=0.4V时，电路中电流最小，电阻最大，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，此时滑动变阻器两端的电压U滑=U﹣UL=3V﹣0.4V=2.6V，根据串联电路中各处的电流都相等，即I滑=IL=0.08A，
所以滑动变阻器接入电路中的电阻R滑= = =32.5Ω，
故应该选取最大阻值不小于32.5Ω的滑动变阻器．
所以答案是：（1）A；（2）0.36；（3）电压；A；（4）电压一定时，通过导体中的电流与电阻成反比；（5）R两端电压无法达到1.8V；（6）①0.6；③32.5．