Question

【題目】為了探究“電流與電阻的關系”，小華同學設計了如圖甲所示的電路（電源壓恒為6V）

（1）小華閉合開關后，向左調節滑動變阻器滑片時，發現電壓表示數_____（填“變大”、“變小”或“不變”），她意識到電路連接有錯誤。請你在連接錯誤的導線上打“×”，并補畫出一條正確的連線_______。

（2）小華選取的滑動變阻器R1上標有“20Ω 1A”的字樣，她選擇的六個定值電阻阻值分別為10Ω、20Ω、30Ω、40Ω、50Ω、60Ω．她首先將10Ω電阻接入電路，移動滑動變阻器的滑片，使電壓表示為4V，讀出并記錄電流表的示數，完成本次實驗后，又換用其他電阻繼續實驗，按照她的實驗思路，每次都只連入一個定值電阻，她最多可以完成_____次實驗。完成實驗后，根據實驗數據得到的結論是電壓一定時，_____。

（3）小華完成實驗后將定值電阻拆下，換成一個額定電壓為3.8V的小燈泡，測其額定功率。她直接閉合開關后，發現燈泡兩端電壓為3V，為使小燈泡正常發光，應將變阻器滑片向_____（填“A”或“B”）端滑動，當小燈泡正常發光時，電流表示數如圖乙所示，則燈泡的額定電流為_____A，額定功率為_____W．小華又測了幾組小燈泡的電壓值和電流值，發現通過燈泡的電流跟它兩端的電壓不成正比，原因是_____。

（4）小華換用一個額定電壓為U額（U額＜6V）的燈泡，仍保留原電源和滑動變阻器R1，又取了一個滑動變阻器R2，設計了如圖丙所示的電路，測量燈泡的額定功率，請幫她將實驗步驟補充完整：

①把電壓表接在a、b兩點間，將滑動變阻器_____（填“R1”或“R2”）的滑片調到最右端，調節另一個滑動變阻器滑片，使電壓表示數為U額；

②把電壓表改接在b、c兩點間，保持兩滑動變阻器R1、R2滑片的位置不變，讀出電壓表的示數為U；

③燈泡額定功率表達式為P額=_____。

Answer 1

【答案】 不變 4 通過導體的電流與導體的電阻成反比 A 0.3 1.14 燈絲的電阻隨溫度的升高而變大 R1 P額=U額×

【解析】 (1)甲圖中，電流表與電阻并聯，電壓表串聯在電路中了，電壓表測電源電壓，故向左調節滑動變阻器滑片時，發現電壓表示數不變；電壓表應與電阻并聯，電流表應與電阻串聯，如下所示：

(2)滑動變阻器R1上標有“20Ω1A”的字樣，表示變阻器的最大電阻為20Ω，探究電流與電阻的關系，應保持電阻兩端的電壓不變，根據串聯電路電壓的規律，變阻器分得的電壓：U滑＝6V4V＝2V,電壓表示數為變阻器分得的電壓的＝2倍，根據分壓原理，定值電阻大小為變阻器連入電路電阻的2倍，當變阻器的最大電阻連入電路時，定值電阻有最大值：R定大＝2×20Ω＝40Ω，她最多可以用10Ω、20Ω、30Ω、40Ω的電阻完成4次實驗。完成實驗后，根據實驗數據得到的結論是：電壓一定時，通過導體的電流與導體兩端的電壓成正比；(3)燈在額定電壓下正常發光，3V小于燈的額定電壓2.5V，應增大燈的電壓，根據串聯電路電壓的規律，應減小變阻器的電壓，由分壓原理，應減小變阻器連入電路中的電阻大小，故滑片向A端移動，直到電壓表示數為額定電壓3.8V；燈正常發光時，電流表示數如圖乙所示，圖中電流表選用小量程，分度值為0.02A，則燈泡的額定電流為0.3A，額定功率為：P＝UI＝3.8V×0.3A＝1.14W；因燈絲的電阻隨溫度的升高而變大,故燈絲的電阻不是一個定值,根據I＝，故通過燈泡的電流跟它兩端的電壓不成正比；(4)①把電壓表接在a、b兩點間,將滑動變阻器R1的滑片調到最右端,調節另一個滑動變阻器滑片,使電壓表示數為U額；②把電壓表改接在b、c兩點間,保持兩滑動變阻器R1、R2滑片的位置不變，讀出電壓表的示數為U；③在①中，電壓表測燈的電壓，燈正常發光；在②中,因兩滑片位置不動,電路連接及各電阻大小不變,燈仍正常工作,由歐姆定律,此時通過R1的最大電阻的電流：I1＝，根據串聯電路電流的規律，燈的額定電流為：IL＝I1＝，燈泡額定功率表達式為P額＝U額×.