問題詳情:
如圖所示,小亮利用電流表、電壓表、滑動變阻器、開關、電源、阻值不同的電阻及導線等實驗器材,探究電流與電壓、電阻的關係.
(1)請你用筆畫線代替導線,幫小亮完成實物電路的連接.要求滑動變阻器滑片P向左移動時,電流表的示數變小,導線不能交叉;
(2)小亮正確連接電路後,閉合開關,無論怎樣移動滑片P,電流表的示數始終為0,電壓表的示數約為3V,實驗所用導線完好無損,則電路中出現的故障是 .
(3)實驗中,滑動變阻器具有保護電路的作用.另外,在探究電流與電壓的關係時,通過移動滑片P來改變 ;在探究電流與電阻的關係時,通過移動滑片P來控制 ;
(4)小亮將電阻R換成一個額定電壓為3.8V、阻值約為10Ω的小燈泡,想測量它的額定功率.為此,需要對原電路進行兩處改動:一是 ,二是 .
【回答】
【分析】(1)探究電流與電壓、電阻的關係時,電阻與滑動變阻器串聯,電壓表測量定值電阻兩端電壓,電流表測量電路電流;根據電源電壓確定電壓表的量程;
當滑動變阻器滑片P向左移動時,電流表的示數變小,説明滑動變阻器接入電路的阻值變大,故需將右下接線柱接入電路;
(2)電流表示數為零,説明電路出現斷路故障;電壓表有示數,説明電壓表的正負接線柱與電源兩極相連,據此判斷斷路的位置;
(3)探究電流與電壓的關係時,需保持電阻不變;探究電流與電阻的關係時,需保持電阻兩端電壓不變;
(4)題目中告訴小燈泡的額定電壓,要注意分析電壓表的量程及電源電壓.
【解答】解:(1)因為電源電壓為3V,所以電壓表量程選擇0~3V的量程;
使滑動變阻器的右下接線柱與定值電阻R的右接線柱相連,電壓表的3V接線柱與R的右接線柱相連,如下圖所示:
(2)閉合開關,無論怎樣移動滑片P,電流表的示數始終為0,説明電路某處發生斷路;電壓表有示數,説明電壓表的正負接線柱與電源兩極相連,説明R斷路;
(3)探究電流與電壓的關係時,通過移動滑片P來改變定值電阻兩端電壓;
在探究電流與電阻的關係時,通過移動滑片P來控制電阻兩端電壓不變;
(4)額定電功率是小燈泡在額定電壓下實際的功率,小燈泡兩端的電壓必須達到它的額定電壓,測一個額定電壓為3.8V、阻值約為10Ω的小燈泡的額定功率,小燈泡兩端的電壓必須能達到3.8V,因此電源必須增加一節乾電池,此時電源電壓成了1.5V×3=4.5V,電壓表的量程也應選擇0~15V.
故*為:(2)R斷路;(3)定值電阻兩端電壓;電阻兩端電壓不變;(4)增加一節乾電池;電壓表換接0~15V的量程.
【點評】(1)連接實物電路圖時,開關斷開,滑動變阻器的滑片移到最大阻值處,電壓表根據電源電壓選量程,電流表根據電路中最大電流選量程;
(2)掌握控制變量法的應用,理解額定功率的物理意義,會測量用電器的額定功率.
知識點:電流與電壓和電阻的關係
題型:實驗,探究題