小久利用電壓恆為6V的電源，額定電壓為3.8V的小燈泡，10Ω、20Ω、30Ω、40Ω、50Ω的定值電阻，銘牌...

問題詳情：

小久利用電壓恆為6V的電源，額定電壓為3.8V的小燈泡，10Ω、20Ω、30Ω、40Ω、50Ω的定值電阻，銘牌上標有“20Ω 1A”的滑動變阻器，電壓表電流表，開關，導線完成了下列電學實驗．

(1)探究電流與電阻關係．

①他設計的電路圖如圖*所示，閉合開關前，滑動變阻器的滑片應調到最_____(填“左”或“右”)端．他將10Ω的定值電阻接入電路中，調節滑動變阻器的滑片，使定值電阻兩端電壓為4V讀出電流表示數．保持滑動變阻器的滑片位置不變，把10Ω的定值電阻換成20Ω的定值電阻，為了使電壓表的示數保持不變，應將滑動變阻器的滑片向_____(填“左”或“右”)端移動．

②他將定值電阻分別單獨接入電路中，保持定值電阻兩端電壓為4V，最多可以完成_____次實驗．通過實驗可得出結論：電壓一定時，導體中的電流與導體的電阻成_____．

(2)測量小燈泡額定功率．

①小久設計瞭如圖乙所示的電路．閉合開關，觀察到小燈泡不發光，電流表無示數，則電壓表示數為_____V．

②小久檢查電路時，發現所連接電路存在一處錯誤．請你在錯誤的導線上畫“×”，用筆畫線代替導線，畫出正確的連線．

（______________）

③排除故障後閉合開關，移動滑動變阻器的滑片．當電壓表示數為3.8V時，電流表的示數如圖*所示，則電流表示數為_____A，小燈泡的額定功率為_____W．

(3)小久找來額定電壓為2.5V的小燈泡和開關，利用上述實驗用過的電壓為6V的電源和“20Ω 1A”的滑動變阻器，設計瞭如圖丁所示的電路，測出了額定電壓為2.5V小燈泡的額定功率．請幫他將實驗過程補充完整：

①閉合開關S、S1、S2，調節滑動變阻器的滑片，使電壓表示數為_____V時，小燈泡正常發光．

②閉合開關S、S1，斷開S2，保持滑片位置不變，讀出電壓表示數為2.5V．

③_____(填所有開關的閉合或斷開狀態)，讀出電壓表的示數為5V．

④小燈泡的額定功率P額＝_____W．

【回答】

右    右    4    反比    6        0.3    1.14    3.5    閉合開關S、S2，斷開S1    0.875   

【詳解】

(1)①為了保護電路，閉合開關前滑動變阻器的滑片在阻值最大處，即最右端；

將10Ω電阻換成20Ω電阻時，根據分壓原理可知，電壓表示數將增大，為保持電壓表示數不變（應使電壓表示數減小為原來的電壓值），根據串聯電路電壓的規律，應增大變阻器分得的電壓，應增大變阻器連入電路中的電阻大小，即滑片向右移動，直到電壓表示數為4V；

②根據串聯電路電壓的規律知，滑動變阻器兩端的電壓為：

U滑＝U﹣UR＝6V﹣4V＝2V，

通過電路的最小電流為：

I最小＝＝0.1A，

定值電阻的最大值為

R最大＝＝40Ω，

所以只有10Ω、20Ω、30Ω、40Ω的定值電阻可以適用，故最多可以完成4次實驗；

通過實驗可得出結論：電壓一定時，導體中的電流與導體的電阻成反比；

(2)①若電流表示數為0，燈不亮，説明電路可能斷路，此時電壓表有示數，且等於電源電壓，為6V；

②分析實物圖可知，變阻器與電流表串聯後與燈並聯，電壓表串聯在電路中，是錯誤的，電流表應與燈串聯，變阻器與燈串聯，電壓表與燈並聯，將小燈泡右側連線改接到電壓表的負接線柱，如下圖所示：

③圖*中電流表的量程為0﹣0.6A，分度值為0.02A，示數為0.3A，

燈泡的額定功率為：

P＝UI＝3.8V×0.3A＝1.14W；

(3)①開關S、S1閉合、S2斷開，調節滑動變阻器滑片，此時電壓表測量滑動變阻器兩端的電壓，根據串聯電路電壓的規律知，使電壓表示數為

6V-2.5V＝3.5V

時，燈泡正常發光；

②閉合開關S、S1，斷開S2，保持滑片位置不變，讀出電壓表示數為2.5V．

③閉合開關S、S2，斷開S1，此時電壓表測量滑動變阻器兩端的電壓，讀出電壓表的示數為5V，此時電壓表的示數為“閉合開關S、S1，斷開S2”時的2倍，由圖知這兩次電路的連接不變，電流大小不變，只是電壓表的測量範圍變化了，根據串聯電路的分壓作用知此時滑片在中間位置，即閉合開關S、S1、S2，滑動變阻器的滑片在中點處，即滑動變阻器的電阻為10Ω，通過滑動變阻器的電流為：

I＝＝0.35A，

小燈泡正常發光．

④小燈泡的額定功率

P額＝UI＝2.5V×0.35A＝0.875W．

知識點：電流與電壓和電阻的關係

題型：實驗,探究題