Question

【題目】小明在實驗室探究電學實驗，有如下器材：電壓表、電流表、滑動變阻器、開關、電源電壓恒為4.5V）定值電阻分別為5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω、小燈泡額定電壓為2.5V、導線若干。

在探究“電流與電阻的關系”實驗中：

①小明設計了如圖甲所示電路，請你幫他將圖乙所示的實物圖連接完整。

（______）

②閉合開關前，要將滑動變阻器滑片移至______選填“A”或“B“端。

③閉合開關，無論如何移動滑動變阻器的滑片，電流表有示數，電壓表示數為零，此時電路出現的故障可能是___。

④小明排除故障后繼續實驗，先將5Ω的電阻接入電路，閉合開關，調節滑動變阻器的滑片，直到電壓表示數為2.5V，記下電流表示數；斷開開關，把5歐電阻換為10歐的電阻，再閉合開關，應向______選填“A”或“B“端移動滑動變阻器的滑片，才能使電壓表示數仍為2.5V，同時再記下電流表的示數。

⑤為確保所給的5個定值電阻接入電路后都能正常進行實驗，那么，應該選取最大阻值不小于_____Ω的滑動變阻器。

完成以上實驗后，小明將定值電阻換成小燈泡，想要測量它的額定電功率。在不損壞小燈泡的情況下，移動滑動變阻器的滑片，記錄多組小燈泡兩端的電壓值及對應的電流值，根據這些數據繪制出了小燈泡的“I--U”關系圖象如圖丙所示。分析圖象可知，小燈泡正常工作時燈絲電阻為_____Ω，小燈泡的額定功率是______W，從圖象還可以看出，小燈泡燈絲的電阻是隨______升高而增大。

Answer 1

【答案】 A 電阻短路 A 20 10 0.625 溫度

【解析】

（1）①根據電路連接實物圖；連接過程中，開關應斷開

②閉合開關前，應將滑片移至最大阻值處；

③若電流表幾乎無示數，電壓表示數等于電源電壓，則可能是因為與電壓表并聯的電路斷路造成；

④根據串聯電路分壓的知識判斷滑片移動的方向；

⑤根據串聯電路分壓的特點判斷定值電阻阻值與滑動變阻器接入電路阻值的關系，據此判斷；

(2）已知燈泡額定電壓下的電流，根據R=計算電阻，由P=UI計算小燈泡的額定功率，從電阻大小的影響因素分析電阻變化的原因．

(1)在探究“電流與電壓的關系”實驗中：

①根據圖甲連接圖乙，將電壓表與電阻并聯，電流表串聯在電路中，滑動變阻器串聯在電路中，已接了下面一個接線柱，可再接上面任意一個接線柱，如圖所示：

②由圖知，滑動變阻器的下面接了右端的B接線柱，所以閉合開關前，要將滑動變阻器滑片移至A端，使其阻值最大；

③閉合開關S，無論如何移動滑動變阻器的滑片P，發現電流表示數幾乎為零，電壓表示數約為3V，此時，電路出現的故障可能是R處斷路；

④小明先將R﹦5Ω的電阻接入，閉合開關，調節滑動變阻器的滑片，直到電壓表示數為2.5V，記下電流表示數；接著在滑動變阻器的滑片位置不變，把R換為10Ω的電阻時，應向A方向移動滑動變阻器的滑片P，才能使電壓表示數為2.5V，同時記下電流表的示數；
⑤由圖示電路圖可知，電源電壓為1.5V×3=4.5V，電阻兩端電壓為U=0.5A×5Ω=2.5V，滑動變阻器兩端電壓為：U滑=U-UR=4.5-2.5V=2V，由串聯電路電流I處處相等，定值電阻與滑動變阻器接入電路的阻值之比：====，則R滑=R，使所給的5個定值電阻“5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω”分別接入電路中都能正常進行實驗，當定值電阻為25Ω時，滑動變阻器接入電路的阻值最大，為：R滑最大=R=×25Ω=20Ω，則應該選取至少標有20Ω的滑動變阻器；

(3)由圖象知：燈絲在2.5V時的電流為0.25A，

所以小燈泡正常工作時燈絲電阻為R===10Ω.

小燈泡的額定功率是:P=UI==0.625W,

由圖象可知，隨電壓增大，燈泡電流增大，但電壓增大的快，由歐姆定律可知，隨電壓增大，燈泡電阻變大。原因是燈絲的電阻發生變化，是因為電阻隨燈絲溫度的升高而增大。