Question

8．小明用圖a所示的電路探究“電阻上的電流跟兩端電壓的關(guān)系”，圖b是小明未完成連接的實(shí)驗(yàn)電路．
（1）電壓表應(yīng)選擇0～3V的量程；現(xiàn)要求滑動(dòng)變阻器滑片向左移動(dòng)時(shí)，電流表示數(shù)增大．請(qǐng)你按照對(duì)電壓表量程的選擇和對(duì)滑動(dòng)變阻器連接的要求，完成圖b中實(shí)驗(yàn)電路的連接．

（2）小明在實(shí)驗(yàn)中通過(guò)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片，測(cè)出通過(guò)電阻R的不同電流和對(duì)應(yīng)的電壓值，如下表所示．

U（V）	0.5	1.0	1.6	1.9	2.5	3.0
I（A）	0.1	0.2	0.3	0.4	0.5	0.6

①請(qǐng)根據(jù)表中數(shù)據(jù)在坐標(biāo)圖中畫(huà)出電阻R的U-I關(guān)系圖．
②小明在實(shí)驗(yàn)中所用電阻R的阻值為5Ω；當(dāng)通過(guò)的電流為0.5A時(shí)，電阻R消耗的電功率為1.25W．
（3）如果將實(shí)驗(yàn)電路中的電阻R更換成一個(gè)額定電壓為3.8V、阻值約為10Ω的小燈泡后，要進(jìn)行“測(cè)量小燈泡的額定電功率”的實(shí)驗(yàn)，則對(duì)實(shí)驗(yàn)電路還必須進(jìn)行怎樣的改動(dòng)：
第一步：增加一節(jié)干電池；
第二步：電壓表?yè)Q接0～15V的量程．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)電源的電壓確定電壓表的量程，且與電阻并聯(lián)；滑動(dòng)變阻器按一上一下的原則串聯(lián)在電路中；
（2）①由描點(diǎn)法可得出U-I圖象，即在坐標(biāo)上找到每組電流、電阻值對(duì)應(yīng)的點(diǎn)，然后用線連點(diǎn)即可；
②由圖象可知，電壓與電流成正比，由表中數(shù)據(jù)找出電壓與對(duì)應(yīng)的電流，由歐姆定律可求出導(dǎo)體電阻；根據(jù)P=UI求出當(dāng)通過(guò)的電流為0.5A時(shí)電阻R消耗的電功率；
（3）額定電功率是小燈泡在額定電壓下的實(shí)際功率，所以小燈泡兩端的電壓必須達(dá)到它的額定電壓．

解答 解：（1）電源電壓為2×1.5V=3V，所以電壓表的量程為0～3V，且與電阻R并聯(lián)；
滑動(dòng)變阻器按一上一下的原則串聯(lián)在電路中，根據(jù)題意，滑動(dòng)變阻器滑片向左移動(dòng)時(shí)，電流表示數(shù)增大，說(shuō)明變阻器接入電路的電阻變小，所以變阻器下端應(yīng)接A接線柱，如圖2所示：

（2）①找出每組數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的點(diǎn)，然后用平滑的線把點(diǎn)連起來(lái)，如圖3所示；

②由表中數(shù)據(jù)可知，當(dāng)U=0.5V時(shí)，I=0.1A，
則定值電阻的阻值：R=$\frac{U}{I}$=$\frac{0.5V}{0.1A}$=5Ω；
由表可知，當(dāng)通過(guò)的電流I'=0.5A時(shí)，兩端的電壓U'=2.5V，
則電阻R消耗的電功率：P=U'I'=2.5V×0.5A=1.25W．
（3）測(cè)一個(gè)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(dá)到3.8V，因此電源必須增加一節(jié)干電池，此時(shí)電源電壓變?yōu)?.5V×3=4.5V，電壓表的量程也應(yīng)選擇0～15V．
故答案為：（1）0～3V；電路連線如圖所示；
（2）①圖象如圖3所示；②5；1.25；
（4）增加一節(jié)干電池；電壓表?yè)Q接0～15V的量程．

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵：一是連接實(shí)物電路圖時(shí)，開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，滑動(dòng)變阻器的滑片移到最大阻值處，電壓表根據(jù)電源電壓選量程，電流表根據(jù)電路中最大電流選量程；二是具備能夠用描點(diǎn)法繪制圖象，從圖象上分析物理量的變化規(guī)律的能力．