【题目】小明在实验室探究电学实验,有如下器材:电压表、电流表、滑动变阻器、开关、电源(电压恒为4.5V)、定值电阻R(分别为10Ω15Ω20Ω25Ω)、小灯泡(额定电压为2.5V)、导线若干。

(1)在探究“电流与电阻的关系”实验中:

①小明设计了如图甲所示电路,请你帮他将图乙所示的实物图连接完整_____

②闭合开关前,要将滑动变阻器滑片移至_____(选填“A”或“B”)端。

③闭合开关,发现无论如何移动滑动变阻器的滑片,电流表有示数,电压表示数为零,此时电路出现的故障可能是_____

④小明排除故障后继续实验,先将的电阻接入电路,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,直到电压表示数为2.5V,记下电流表示数;断开开关,把电阻换为10Ω的电阻(滑片的位置没有动),再闭合开关,应向_____(选填“A”或“B”)端移动滑动变阻器的滑片,才能使电压表示数仍为2.5V,同时再记下电流表的示数。

⑤为确保所给的5个定值电阻接入电路后都能正常进行实验,那么,应该选取最大阻值不小于_____Ω的滑动变阻器。

(2)完成以上实验后,小明将定值电阻换成小灯泡,想要测量它的电阻。在不损坏小灯泡的情况下,移动滑动变阻器的滑片,记录多组小灯泡两端的电压值及对应的电流值,根据这些数据绘制出了小灯泡的“IU”关系图象(如图丙所示)。分析图象可知,小灯泡正常工作(即在2.5V电压下工作)时灯丝电阻为_____Ω

【答案】 A 定值电阻R短路 A 20 10

【解析】

(1)[1]在探究“电流与电阻的关系”实验中,定值电阻与滑动变阻器串联,电压表接在定值电阻两端,滑动变阻接线柱一上一下接入电路,电路连接如图:

[2]滑动变阻器在电路中起保护电路的作用,闭合开关前,滑动变阻器滑片应移动到阻值最大处,图中应置于A端。

[3]闭合开关,发现无论如何移动滑动变阻器的滑片,电流表有示数,说明电路闭合完整,为通路。电压表示数为零,此时电路出现的故障可能电压表测量对象短路,即定值电阻R短路。

[4]在探究“电流与电阻的关系”实验时,以控制变量为原则,每次实验都通过调节滑动变阻器的滑片使电压表示数保持相同。本实验中,把电阻换为10Ω的电阻后(滑片的位置没有动),根据串联电路分压规律

可知换为10Ω的电阻后定值电阻分压增加,则需要将滑动变阻器阻值调大,图中滑动变阻滑片向A端移动时电阻增加,则可将定值电阻两端电压降到2.5V

[5]根据串联电路分压规律,结合本实验,接入电路的定值电阻阻值越大,与其串联的滑动变阻器接入电路的阻值也越大。已知电源电压为4.5V,每次实验定值电阻两端电压都调为2.5V,最大的定值电阻为25Ω,则

解得为确保所给的5个定值电阻接入电路后都能正常进行实验,应选取的滑动变阻器最大阻值为

(2)[6]分析图丙可知,小灯泡的“IU”关系图象为曲线,小灯泡灯丝电阻随温度升高而变大。灯泡额定电压为2.5V,图中显示灯在额定电压下工作时电流为0.25A,由欧姆定律得电灯泡正常工作时的电阻为

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