Question

12．小明用甲圖所示的電路探究“通過電阻的電流跟兩端電壓的關系”，電源電壓3V保持不變．

（1）請你在甲圖中用一根導線（用筆畫線代替）完成實驗電路的連接．（要求滑動變阻器滑片向左移動時，電流表示數(shù)增大）
（2）閉合開關后，無論怎樣調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，都發(fā)現(xiàn)電流表無示數(shù)，電壓表有明顯示數(shù)，其原因可能是電阻R斷路．
（3）排除故障后，小明在實驗中通過調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，測出電阻R在不同電壓下的電流值，如表所示．

U/V	1.0	1.5	2.0	2.5	3.0
I/A	0.2	0.3	0.4	0.5	0.6

①當電流表示數(shù)為0.2A時，滑動變阻器接入電路的電阻為10Ω；
②分析表中的數(shù)據(jù)得到電流與電壓的具體關系為：電阻一定，電流與電壓成正比．
[拓展]完成上述實驗后，小明將電阻R換成一個額定電壓為3.8V，阻值約為10Ω的小燈泡，測量小燈泡的額定電功率；
（1）在增加一節(jié)干電池的同時對電路還必須進行改動的將電壓表量程改為0～15V．
（2）當調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片使電壓表的示數(shù)為3.8V時，電流表的示數(shù)如圖（乙）所示，其讀數(shù)為0.3A，則小燈泡的額定功率是1.14W．

Answer 1

分析 （1）滑動變阻器的接線原則是一上一下，下接線柱與滑片之間的電阻線是有效接入電路中的電阻，這段電阻越小，通過的電流越大．
（2）電流表無示數(shù)，說明電路發(fā)生斷路，電壓表有示數(shù)，說明與電壓表并聯(lián)的電路斷路．
（3）①根據(jù)表格中任意一組數(shù)據(jù)，由公式R=$\frac{U}{I}$計算出電阻的阻值；②根據(jù)表格中數(shù)據(jù)，分析得出電流和電壓的關系：電阻一定時，電流跟電壓成正比；
（4）①主要檢查電流表、電壓表的量程選擇是否合適；②讀出電流表的數(shù)值，根據(jù)公式P=UI計算出電功率的值．

解答 解：
（1）由圖知，滑動變阻器已接了上面一個接線柱，應再接下面一個接線柱，滑動變阻器滑片向左移動時，電流表示數(shù)增大，說明滑動變阻器的阻值變小，因此要接左邊的接線柱，如圖所示：

（2）電流表無示數(shù)，說明電路發(fā)生斷路，電壓表有示數(shù)，說明與電壓表并聯(lián)的電阻R斷路；
（3）①由表格中數(shù)據(jù)知，當U=2V時，I=0.2A，滑動變阻器兩端的電壓為2V，則滑動變阻器電阻為R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2V}{0.2A}$=10Ω；②由表格中數(shù)據(jù)知，電阻不變，電壓增大幾倍，電流也增大幾倍，可得電阻一定時，電流跟電壓成正比；
（4）①由于電流表的數(shù)值不會很大，所以可以選擇0～0.6A的量程，而額定電壓3.8V大于3V，所以電壓表量程應改為0～15V；
②由圖知，電流表的量程為0～0.6A，分度值0～0.02A，所以其示數(shù)為0.3A．P=UI=3.8V×0.3A=1.14W．
故答案為：（1）如上圖；（2）電阻R斷路；（3）10； 電阻一定，電流與電壓成正比；【拓展】（1）將電壓表量程改為0～15V；（2）0.3； 1.14．

點評 此題探究“電阻上的電流跟兩端電壓的關系”實驗，考查了有關電路的連接，特別是滑動變阻器的接法，同時考查了電阻的計算和額定功率的計算，在此題中正確讀出電流表的數(shù)值很重要；同時考查了電路故障的分析和測量數(shù)據(jù)的分析．