Question

【題目】下面是小劉同學進行的電學實驗：
（1）小劉為了探究導體的電流跟電阻的關系，設計了如圖甲所示的電路． ①請用筆畫代替導線完成圖甲電路的連接；
②小劉看到了鄰組同學在閉合開關后，電流表的指針偏向“0”刻度線的左側，原因是電流表；
③如果小劉連接電路時接入的電阻為5Ω，控制電阻兩端的電壓為2V，那么將5Ω的電阻換成10Ω的電阻時，應將滑動變阻器的滑片向端調節，使電壓表示數為V；把10Ω的電阻換成20Ω的電阻，無論怎樣調節滑片都無法使電壓表示數調到控制值，說明她選擇的滑動變阻器；
（2）完成上述實驗后，小劉又重新設計了電路（如圖乙），測量一個小燈泡的額定功率，這個小燈泡正常工作的電流為I1 ． 請完成實驗步驟（已知電源電壓為U）． ①只閉合開關S1 ， 移動滑動變阻器R2的滑片，使電流表示數為；
②只閉合開關S2 ， 保持滑動變阻器R的滑片位置不變，使電流表示數為I1；再將滑動變阻器R2的滑片調到最左端，讀出電流表的示數為I2；
③則燈泡的額定功率表達式為P額 ． （用U、I1、I2表示）

Answer 1

【答案】
（1）正負接線柱接反了；2；最大電阻小于25Ω
（2）I1；調節滑動變阻器R1的滑片； U
【解析】解：（1）①探究導體的電流跟電阻的關系時，電壓表與電阻并聯，如下所示： ②小劉看到了鄰組同學在閉合開關后，電流表的指針偏向“0”刻度線的左側，原因是電流表正負接線柱接反了；③如果小劉連接電路時接入的電阻為5Ω，控制電阻兩端的電壓為2V，那么將5Ω的電阻換成10Ω的電阻時，根據分壓原理，電壓表示數變大，根據串聯電路電壓的規律，應減小電壓表示數增大變阻分得的電壓，根據分壓強原理，應將滑動變阻器的滑片向左端調節，使電壓表示數為2V；
電源電壓為4.5V，變阻器分得的電壓為4.5V﹣2V=2.5V，根據分壓原理，當接入20Ω的電阻時，變阻器的電阻至少為 ×20Ω=25Ω
把10Ω的電阻換成20Ω的電阻，無論怎樣調節滑片都無法使電壓表示數調到控制值，說明她選擇的滑動變阻器的最大阻值小于25Ω；（2）分析實驗的原理可以得出其具體的步驟為：①只閉合開關S1 ， 移動滑動變阻器R2的滑片，使電流表示數為I1；②只閉合開關S2 ， 保持滑動變阻器R2的滑片位置不變，調節滑動變阻器R1的滑片使電流表示數為I1；
再將滑動變阻器R2的滑片調到最左端，讀出電流表的示數為I2；③則小燈泡的電阻與變阻器R1此時的電阻相同，即R燈= ，
小燈泡的額定功率P額=I12R燈=I12 = U．
所以答案是：（1）①見上圖；②正負接線柱接反了；③2；最大電阻小于25Ω；（2）①I1 ， ②調節滑動變阻器R1的滑片；③ U．