Question

3．小強(qiáng)學(xué)完電學(xué)后驚奇地發(fā)現(xiàn)，如圖1示的電路圖更換不同的器材就可以進(jìn)行不同的探究實(shí)驗(yàn)．

（1）在器材處若接上未知電阻可以測定位置定值電阻的阻值，若接上燈泡可測定小燈泡的額定電功率，則①前者的實(shí)驗(yàn)原理是I=$\frac{U}{R}$；后者的實(shí)驗(yàn)原理是P=UI．
②小強(qiáng)同學(xué)在器材處接上燈泡并連接好電路，閉合開關(guān)，電流表指針幾乎不動，電壓表指針有明顯偏轉(zhuǎn)，然后移動滑動變阻器的滑片，最終，他發(fā)現(xiàn)無論怎樣移動滑片，兩表針均幾乎不動，原因是小燈泡處斷路．
③在這個(gè)兩個(gè)實(shí)驗(yàn)中，都要調(diào)整滑動變阻器的滑片，請你說出這一操作的主要目的有什么不同．前者是改變燈泡的電壓和電流，實(shí)現(xiàn)多次測量；后者是改變燈泡的電壓，使燈泡在額定電壓下工作．
（2）將器材處接上電阻可探究“電流大小與哪些因素有關(guān)”
①閉合開關(guān)前，滑動變阻器R′的滑片P應(yīng)位于B（選填“A”或“B”）端，可以起到保護(hù)電路作用．
②小強(qiáng)通過實(shí)驗(yàn)得到數(shù)據(jù)如表所示，其中第1次實(shí)驗(yàn)的電流表示數(shù)如圖2示，為0.1A，所用電阻R的阻值是10．根據(jù)表的數(shù)據(jù)，可得出的結(jié)論是在電阻一定時(shí)，通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比．
③小錢繼續(xù)探究電流與電阻的關(guān)系，將電阻R先后更換為5Ω和15Ω的電阻進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，利用得到數(shù)據(jù)分析，卻得不到“電流與電阻成反比”這一結(jié)論：請幫他分析原因沒有移動滑動變阻器的滑片，使電阻兩端的電壓不變．

實(shí)驗(yàn)序號	1	2	3
電阻R/Ω	R
電壓U/V	1.0	1.5	2.0
電路I/A		0.15	0.20

Answer 1

分析 （1）①據(jù)伏安法測電阻和測量功率的原理分析即可判斷；
②此時(shí)電流表沒有示數(shù)，即表明是斷路，而電壓表有明顯的偏轉(zhuǎn)，就說明此時(shí)電壓表測量的是電源電壓；
③測燈泡電阻時(shí)，移動滑動變阻器滑片，得到多組電壓和電流值，找到電阻變化的規(guī)律．
測燈泡額定功率時(shí)，移動滑動變阻器滑片，改變燈泡兩端的電壓，使燈泡在額定電壓下工作．
（2）①在連接電路時(shí)，開關(guān)應(yīng)該斷開，且閉合開關(guān)前，滑片應(yīng)該處于最大阻值處；
②由圖示電流表確定其量程與分度值，然后讀出其示數(shù)；分析表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)控制的變量與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，然后得出結(jié)論；
③探究電流與電阻的關(guān)系應(yīng)控制電阻兩端電壓不變．

解答 解：（1）①據(jù)上面的電路可知，若在器材處若接上未知電阻可以測定位置定值電阻的阻值，其原理是：I=$\frac{U}{R}$；若接上燈泡可測定小燈泡的額定電功率，其原理是P=UI；
②此時(shí)電流表沒有示數(shù)，即表明是斷路，而電壓表有明顯的偏轉(zhuǎn)，就說明此時(shí)電壓表測量的是電源電壓，即表明此時(shí)是由于小燈泡斷路導(dǎo)致的；
③測燈泡電阻實(shí)驗(yàn)時(shí)，滑動滑片，改變燈泡電壓和電流，得到不同電壓下的燈泡電阻，發(fā)現(xiàn)電壓不同，燈絲溫度不同，燈泡電阻不同這一規(guī)律．
測燈泡額定功率實(shí)驗(yàn)時(shí)，移動滑動變阻器滑片，改變燈泡兩端的電壓，使燈泡在額定電壓下工作．
（2）①在連接電路時(shí)，開關(guān)應(yīng)該斷開，且閉合開關(guān)前，滑片應(yīng)該處于最大阻值處，故閉合開關(guān)前，滑動變阻器R′的滑片P應(yīng)位于B端，可以起到保護(hù)電路作用；
②由圖丙所示電流表可知，其量程為0～0.6A，分度值為0.02A，示數(shù)為0.10A；
由歐姆定律I=$\frac{U}{R}$得，R=$\frac{U}{I}$=$\frac{1V}{0.1A}$=10Ω；
根據(jù)表一的數(shù)據(jù)可得出結(jié)論：在電阻一定時(shí)，通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比；
③由表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，在電壓一定時(shí)，電流與電阻的乘積是一個(gè)定值，即電流與電阻成反比，由此可得：保持電壓不變時(shí)，導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體的電阻成反比．更換電阻，電阻阻值變化，電阻兩端電壓變化，如果不調(diào)節(jié)滑動變阻器，不能控制電阻兩端電壓不變，因此不能得出電流與電阻成反比的結(jié)論；故操作錯(cuò)誤為：沒有移動滑動變阻器的滑片，使電阻兩端的電壓不變．
故答案為：（1）①I=$\frac{U}{R}$；P=UI；②小燈泡處斷路；③前者是改變燈泡的電壓和電流，實(shí)現(xiàn)多次測量；后者是改變燈泡的電壓，使燈泡在額定電壓下工作；
（2）①B；保護(hù)電路；②0.1；10；在電阻一定時(shí)，通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比；③沒有移動滑動變阻器的滑片，使電阻兩端的電壓不變．

點(diǎn)評 本題考查了連接實(shí)物電路圖、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)、電路故障分析、電流表讀數(shù)、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析等問題，探究電流與電阻或電流與電壓的關(guān)系時(shí)要注意控制變量法的應(yīng)用；對電表進(jìn)行讀數(shù)時(shí)要先確定其量程與分度值，然后再讀數(shù)，讀數(shù)時(shí)視線要與電表刻度線垂直．