Question

【题目】小华探究“电流与电压”的关系，设计的实验电路图如图1所示，已知电源电压为3V，定值电阻R1的阻值为5Ω，完成下列题目：

（1）在记录数据时，小华由于粗心，忘记将第三组电压表示数填入表格，同学们可以帮忙算出这里的电压值应该为_____V。

I/A	0.1	0.2	0.3	0.4
U/V	0.5	1.0	_____	2.0

（2）接下来，小华利用上述电路原理图来探究“电流与电阻”关系，闭合开关后移动滑动变阻器使电压表的读数为2V，然后断开开关，将CD间的电阻R1从5Ω换成10Ω．再闭合开关，此时电压表的示数_____（填“大于”、“小于”或“等于”）2V，接下来小华应将滑动变阻器的滑片向_____端（填“A”或“B”）移动。

（3）小华在桌子上发现一个阻值未知的定值电阻。为了测量电阻阻值的大小，小华用这个定值电阻换掉原电路中的R1，调节滑动变阻器，电路中电表的示数如图2所示，则电压表的示数为_____V，电流表示数为_____A，通过计算可得此定值电阻的阻值为_____Ω，小华认为这样通过一组数据直接计算的定值电阻阻值不准确。为了使得结果更加准确，他接下来应该_____。

（4）小华用上述电路测小灯泡的电阻，将定值电阻换成一只标有“2.5V”的小灯泡，闭合开关后，调节滑动变阻器，某时刻电流如图3所示，由图可得小灯泡的电流为_____A，从图4中小灯泡的U﹣I图象可知，小灯泡的电阻随电压增大而_____。

（5）小华同学还设计了如图5所示的电路，其中电源电压恒为1.5V，将M，N用导线连接，调节滑动变阻器，使电流表指针指在0.5A处，则此时滑动变阻器接入电路的电阻是_____Ω．保持滑动变阻器滑片位置不变，若在M、N之间加入电阻Rx，电流表示数如图3所示，则电阻Rx阻值是_____。

（6）实验时某小组同学利用一只电流表和最大阻值为R0的滑动变阻器完成对未知电阻Rx的测量。如图6所示是他们按照设计连接的部分实验电路。

①请你依据下面的实验步骤，用面笔线代替导线，将实验电路连接完整。（只添加一条导线）

（_____________）

实验步骤：

A．开关S1和S2都断开，将变阻器的滑片P移到阻值最大处，观察到电流表无示数；

B．保持滑片P位置不动，只闭合开关S1时，读取电流表的示数为I1；

C．再闭合开关S2时，读取电流表的示数为I2（I2＞I1）。

②请你用I1、I2和R0表示Rx，则Rx＝_____。

Answer 1

【答案】1.5 大于 A 2 0.5 4 多次测量取平均值 0.3 增大 3 2Ω

【解析】

（1）根据表格中电流和电压的关系分析；（2）根据控制变量法，研究电流与电阻的关系时，需控制定值电阻的电压相同，当换上大电阻时，根据分压原理确定电压表示数的变化，由串联电路电压的规律结合分压原理确定滑片移动的方向；（3）因电源电压为3V，故图中电压表选用小量程，由分度值读数为；由图3知，电流表选用小量程，由分度值读出电流大小，由欧姆定律求定值电阻的阻值；为了使得结果更加准确，应该多次测量取平均值；

（4）根据电流表选用的量程确定分度值读数，由图4知，通过灯的电流随电压的增大而增大，根据P=UI，结合因灯丝的电阻随温度的升高而变大分析；（5）由已知条件，根据欧姆定律I=求此时滑动变阻器接入电路的电阻；根据电流表示数如图3所示可知此时电流大小，由电阻的串联规律和欧姆定律求电阻Rx阻值：（6）根据实验步骤，结合电路图和两次实验的规律写出表达式。

（1）定值电阻R1的阻值为5Ω，由表格中的信息可知，当电压变为原来的几倍时，电流就会变为原来的几倍，故表格中的数据为1.5V；

（2）根据串联分压原理可知，将定值电阻由5Ω改接成10Ω的电阻，电阻增大，其分得的电压增大，电压表示数大于2V；探究电流与电阻的实验中应控制电压不变，即应保持电阻两端的电压不变，根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压，由分压原理，应增大滑动变阻器连入电路中的电阻，所以滑片应向B端移动，使电压表的示数为2V。

（3）电路中电表的示数如图2所示，因电源电压为3V，故图中电压表选用小量程，分度值为0.1V，电压表的示数为2V；由图3知，电流表选用小量程，分度值为0.02A，电流表示数为0.5A，由欧姆定律，此定值电阻的阻值为：R2＝＝＝4Ω，通过一组数据直接计算的定值电阻阻值不准确；为了使得结果更加准确，他接下来应该移动滑动变阻器的滑片多次测量取平均值；

（4）小华将定值电阻换成一只标有“2.5V”的小灯泡，闭合开关后，调节滑动变阻器，某时刻电流如图3所示，电流表选用小量程，分度值为0.02A，由图可得小灯泡的电流为0.3A，由图4知，通过灯的电流随电压的增大而增大，根据P＝UI，灯的功率随电压的增大而增大，灯丝的温度升高，因灯丝的电阻随温度的升高而变大，故灯丝的电阻变大，故小灯泡的电阻随电压增大而增大；

（5）电源电压恒为1.5V，将M，N用导线连接，调节滑动变阻器，使电流表指针指在0.5A处，根据欧姆定律I＝，则此时滑动变阻器接入电路的电阻：,保持滑动变阻器滑片位置不变，若在M、N之间加入电阻Rx，电流表示数如图3所示，此时电流大小I2＝0.3A，由电阻的串联规律和欧姆定律，则电阻Rx阻值：

（6）①并联电阻小于其中任一电阻，在电压不变时，电阻越小，电流越大，因I2＞I1，说明闭合开关S1、S2时R与Rx并联，只闭合开关S1时，只有R接入电路中，由此连接实物，如下图所示：

②只闭合开关S1时，只有R接入电路中，且R最大阻值为R0，电流表测通过通过R的电流，

所以电源电压U＝I1R0，

闭合开关S1、S2时两者并联，电流表测并联的总电流，因R的电压始终为电源电压，且滑片位置不动，R电阻大小不变，由欧姆定律，通过R的电流大小不变，根据并联电路电流的规律，通过Rx的电流：

Ix＝I2﹣I1，

所以Rx＝＝。

故答案为：（1）1.5；（2）大于；A；（3）2；0.5；4；多次测量取平均值；（4）0.3；增大；（5）3；2Ω；（6）①如上所示；②。