Question

【題目】某同學(xué)利用圖甲所示的電路探究電流與電阻的關(guān)系，實(shí)驗(yàn)中電源電壓保持3 V不變，定值電阻的阻值分別為5 Ω、10 Ω、15 Ω和20 Ω。

（1）該同學(xué)接錯(cuò)了一根導(dǎo)線，請(qǐng)你在這根導(dǎo)線上打“×”，并補(bǔ)畫出正確的那根導(dǎo)線；

（2）正確連接電路后，先用5 Ω的定值電阻進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，閉合開關(guān)后，移動(dòng)滑片，此時(shí)電流表的示數(shù)如圖乙所示；接著將5 Ω的電阻換成其他阻值的定值電阻進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，每次觀察到電壓表的示數(shù)為____V時(shí)，記錄的電流表的示數(shù)。

（3）在四次實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)定值電阻消耗的電功率最大時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為______Ω。

【答案】 2 2.5

【解析】（1）圖中電流表與電阻并聯(lián)，而電壓表與電阻串聯(lián)是錯(cuò)誤的，要通過一根導(dǎo)線必為正確，從電流方向考慮，電流從滑動(dòng)變阻器到電壓表正接線柱時(shí)，應(yīng)同時(shí)連接到電阻的左端，則電阻右端到電流表的正接線柱，所以在電阻左端到電流表負(fù)接線柱的導(dǎo)線上打錯(cuò)號(hào)，如圖。

（2）正確連接電路后，先用5Ω的定值電阻進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，閉合開關(guān)后，移動(dòng)滑片，此時(shí)電流表的示數(shù)如圖乙所示，根據(jù)電源電壓及電阻判斷可知，電流表使用小量程，分度值為0.02A，讀數(shù)為04A，所以電阻兩端的電壓為：；

根據(jù)控制變量的思路，接著將5Ω的電阻換成其他阻值的定值電阻進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)保持電阻兩端的電壓不變，所以每次觀察到電壓表的示數(shù)為2V時(shí)，記錄的電流表的示數(shù)。

（3）因?yàn)閷?shí)驗(yàn)時(shí)，要保證電阻兩端的電壓不變，所以根據(jù)可知，當(dāng)電阻最小時(shí)，即電阻為5Ω時(shí)，電功率最大，此時(shí)電流為0.4A；

滑動(dòng)變阻器兩端的電壓為：，滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻為：

。

點(diǎn)睛：最后一問是個(gè)難點(diǎn)，通過判斷什么時(shí)候電阻的功率最大，然后根據(jù)串聯(lián)電路的電流、電壓特點(diǎn)求出滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值。

【題型】實(shí)驗(yàn)題
【結(jié)束】
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【題目】在“測(cè)量小燈泡的電功率”的實(shí)驗(yàn)中，電源電壓為3V，燈泡額定電壓為2.5V．

（1）請(qǐng)根據(jù)圖甲，將圖乙所示的實(shí)物電路用筆畫線連接完整___________；

（2）在連接電路時(shí)，開關(guān)應(yīng)_____，滑動(dòng)變阻器的滑片P應(yīng)置于_____端（選填“A”或“B”）

（3）移動(dòng)滑片P，當(dāng)電壓表的示數(shù)為1.5V時(shí)，電流表的示數(shù)如圖丙所示，其示數(shù)為_____A，小燈泡此時(shí)的電功率為_____W，要測(cè)量小燈泡的額定功率，需將滑片P向_____端移動(dòng)（選填“A”或“B”）直到電壓表的示數(shù)為2.5V；

（4）實(shí)驗(yàn)中，小燈泡突然熄滅，電流表示數(shù)為零，電壓表示數(shù)變大，電路中的故障可能是_____。

（5）測(cè)出小燈泡的額定功率后，同學(xué)們又把燈泡兩端的電壓調(diào)為額定電壓的一半，發(fā)現(xiàn)測(cè)得的實(shí)際功率不等于其額定功率的1/4，請(qǐng)你幫助分析出這種現(xiàn)象的原因是_____。

Answer 1

【答案】 斷開 B 0.24 0.36 A 燈泡斷路 燈絲的電阻隨溫度的降低而減小

【解析】（1）根據(jù)小燈泡的額定電壓為2.5V，所以連接燈泡右端到電壓表的“3V”接線柱即可，如圖：

（2）根據(jù)保護(hù)電路的原則，在連接電路時(shí)，開關(guān)應(yīng)斷開，滑動(dòng)變阻器的滑片P應(yīng)置于阻值最大端，即圖中滑動(dòng)變阻器的B端。

（3）移動(dòng)滑片P，當(dāng)電壓表的示數(shù)為1.5V時(shí)，電流表的示數(shù)如圖丙所示，電流有應(yīng)該使用小量程，分度值為0.02A，其示數(shù)即電流為0.24A，則小燈泡此時(shí)的電功率為：

要測(cè)量小燈泡的額定功率，應(yīng)使小燈泡兩端的電壓升高到2.5V，根據(jù)串聯(lián)電路的分壓特點(diǎn)，電壓是與電阻是成正比的，所以應(yīng)減小滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻，即將滑片P向A端移動(dòng)直到電壓表的示數(shù)為2.5V。

（4）實(shí)驗(yàn)中，小燈泡突然熄滅，電流表示數(shù)為零，說明電路中出現(xiàn)斷路性故障，而電壓表示數(shù)變大，說明電壓表的兩接線柱到電源的兩極是通的，所以電路中的故障可能是燈絲燒斷了，小燈泡斷路。

（5）測(cè)出小燈泡的額定功率后，同學(xué)們又把燈泡兩端的電壓調(diào)為額定電壓的一半，發(fā)現(xiàn)測(cè)得的實(shí)際功率不等于其額定功率的1/4，是因?yàn)闊艚z的電阻與溫度有關(guān)，當(dāng)燈泡的實(shí)際功率變小時(shí)，燈絲溫度降低，電阻隨之減小，故所測(cè)的實(shí)際功率與理論計(jì)算不符。