Question

【题目】利用电压恒为6V的电源、标有“20Ω 1A”字样的滑动变阻器RP，完成下列电学实验：

（1）探究电流与电阻的关系。

①实验电路图如图甲所示，图乙是它的实物连接图。其中有一条导线连接有误，若闭合开关S，电压表的指针将_____（填“向左”、“向右”或“不会”） 偏转，请将连接错误的导线画“×”，并用笔画线代替导线画出正确连线____________；

②改正错误后进行实验，先将滑动变阻器的滑片移到最_____端（填“左”或“右），再分别将10Ω、20Ω、40Ω的电阻接在图甲的A、B间，正确完成三次实验后，电流表指针的位置分别如图丙中a、b、c所示，可知实验中，A、B间控制不变的电压为_____V，可得结论：当_____一定时，通过导体的电流与导体的电阻成_____；

③为了使实验结论更具有普遍性，又将50Ω的电阻接在A、B间，闭合开关S，发现无论怎样调节滑动变阻器的滑片，都不能使电压表的示数与上次实验相同，为了能够完成实验，应该换用最大阻值至少为_____Ω的滑动变阻器。

（2）利用图丁所示电路测量未知电阻R0的阻值，所用电源电压仍为6V。

①闭合开关S，断开开关S1、S2，将滑动变阻器的滑片移至最左端，电流表的示数为0.2A；

②则可以计算出R0的阻值为_____Ω。

（3）利用图丁所示的电路测量额定电流为I额的小灯泡额定功率。（R0为已知量）

①将图丁中的开关_____（填“S1”或“S2”）和电流表互换位置，并将开关S和该开关闭合，另一个开关断开调节滑动变阻器的滑片，使电流表的示数为_____，小灯泡正常发光；

②保持滑动变阻器滑片的位置不变，断开与电流表互换位置的开关，闭合开关S和另一个开关，读出电流表的示数为I；

③小灯泡额定功率的表达式：P额=_____。（用符号或数值表示均可）

Answer 1

【答案】 不会 见解析所示 右 4 电压 反比 25 30 S2 I额 （I﹣I额）R0I额

【解析】 (1)分析图乙中，电压表短路，故闭合开关，电压表的指针将不会偏转；电压表应与电阻并联，改正后如下所示：

②为了保护电路，闭合开关前滑片在阻值最大处即最右端；由图知当将电阻10Ω、20Ω、40Ω的电阻接在图甲的A. B间，电流表指针的位置分别如图丙中a、b、c所示，图丙电流表选用小量程，分度值为0.02A，即电阻为10Ω时，电流为0.4A，电阻为20Ω时，电流为0.2A，电阻为40Ω时，电流为0.1A，由欧姆定律，故实验中A. B间控制不变的电压为：U＝IR＝10Ω×0.4A＝20Ω×0.2A＝40Ω×0.1A＝4V；故可得出结论：当电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比；③研究电流与电阻关系时，要控制电压表的示数不变，根据串联电路电压的规律，则滑动变阻器两端的电压为：U滑＝6V4V＝2V,变阻器的电压为电压表的示数的倍，根据分压原理，改用50Ω的电阻时，所以变阻器的最大电阻至少：R滑＝×50Ω＝25Ω；为了能够完成实验，应该换用最大阻值至少为25Ω的滑动变阻器。(2)图丁中,当闭合开关S,断开开关S1、S2,滑动变阻器的滑片移至最左端时,电路中只有电阻R0工作,由欧姆定律I＝,R0的阻值为：R0＝＝30Ω；(3)由实验电路图可知，测量步骤：①将图丁中的开关S2和电流表互换位置,并将开关S和S2闭合,S1断开,调节滑动变阻器的滑片,使电流表的示数为I额，小灯泡正常发光；②保持滑动变阻器滑片的位置不动,断开S2,闭合开关S1，读出电流表的示数为I，③在①中,电流表测灯的电流,在②中,电流表测量灯泡L和电阻R0的总电流；因电路的连接关系没有改变,各电阻的大小和通过的电流不变,灯仍正常发光,根据并联电路电流的规律可求出R0的电流：IR0＝II额,由欧姆定律I＝和并联电路电压的规律，灯泡的额定电压：U额＝UR0＝(II额)R0；则灯泡L的额定功率：P额＝U额I额＝(II额)R0I额。