Question

10．探究通過(guò)導(dǎo)體的電流與電壓、電阻的關(guān)系實(shí)驗(yàn)：
（1）如圖甲所示，用筆畫(huà)線(xiàn)代替導(dǎo)線(xiàn)，將實(shí)驗(yàn)電器連接完整，使滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值最大；

（2）正確規(guī)范完成電路連接后，閉合開(kāi)關(guān)，將滑動(dòng)變阻器的滑片從一端調(diào)到另一端，并得到多組電流電壓值（如表格）．當(dāng)電流表示數(shù)為0.5A時(shí)電壓表示數(shù)如圖乙所示，其值為2.5V．根據(jù)表格數(shù)據(jù)分析可得出結(jié)論：電阻一定時(shí)，通過(guò)電阻的電流與與其兩端的電壓成正比．

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	1	2	3	4	5
電壓U/V	1.0	1.5	2.0		3.0
電流I/A	0.2	0.3	0.4	0.5	0.6

（3）分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，滑動(dòng)變阻器接入電路的最大阻值為10Ω，它在實(shí)驗(yàn)中除保護(hù)電路外，另一作用改變定值電阻兩端電壓．
（4）保持電源電壓不變，換用標(biāo)有“20Ω  2A”字樣的滑動(dòng)變阻器，繼續(xù)探究電流與電阻關(guān)系，始終保持電壓表示數(shù)為2V，換用20Ω的電阻接入電路時(shí)，滑片應(yīng)向右移動(dòng)，本實(shí)驗(yàn)選用的定值電阻阻值不能超過(guò)40Ω．
（5）將圖甲電路中定值電阻換成額定電壓為2.5V的小燈泡，閉合開(kāi)關(guān)后，小燈泡不亮，電壓表和電流表均有示數(shù)，原因可能是通過(guò)燈泡的電流太小，實(shí)際功率太小，向左移動(dòng)滑片P，小燈泡開(kāi)始發(fā)光，進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)后畫(huà)出了燈泡的I-U圖象如圖丙所示，則該燈泡的額定功率為0.625W．

Answer 1

分析 （1）電壓表與定值電阻并聯(lián)，滑動(dòng)變阻器與定值電阻串聯(lián)，滑動(dòng)變阻器一上一下接法；
（2）由圖示電壓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)，然后得出結(jié)論；
（3）根據(jù)歐姆定律計(jì)算滑動(dòng)變阻器接入電路的最大阻值；探究電流與電壓的關(guān)系應(yīng)控制電阻阻值不變，根據(jù)滑動(dòng)變阻器的作用分析答題．
（4）根據(jù)串聯(lián)電路的分壓特點(diǎn)，換接電阻后，應(yīng)保持電壓表的示數(shù)不變，根據(jù)串分壓的知識(shí)判斷滑片的移動(dòng)方向；
（5）兩電表都有讀數(shù)，應(yīng)排除斷路和短路，小燈泡不亮，可從實(shí)際功率太小進(jìn)行分析；根據(jù)P=UI計(jì)算燈泡的額定功率．

解答 解：（1）電壓表與定值電阻并聯(lián)，滑動(dòng)變阻器與定值電阻串聯(lián)，滑動(dòng)變阻器一上一下接法，實(shí)物電路圖如圖所示：

（2）由圖示電壓表可知，其量程為0～3V，分度值為0.1V，示數(shù)為2.5V；由表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，在電阻一定的情況下，電流與電壓的比值一定，即電流與電壓成正比，由此可得：在電阻一定時(shí)，電流與其兩端的電壓成正比．
（3）由題意可知，當(dāng)電流I=0.2A時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值最大，根據(jù)歐姆定律可知，R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{3V-1.0V}{0.2A}$=10Ω；本次實(shí)驗(yàn)中滑動(dòng)變阻器的作用是保護(hù)電路，改變定值電阻兩端電壓．
（4）換用20Ω的電阻接入電路時(shí)，阻值變大，電壓表的示數(shù)會(huì)變大，所以應(yīng)該增大滑動(dòng)變阻器的阻值，即應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片P向右移動(dòng)，使電壓表仍為原來(lái)的示數(shù)不變；
當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值最大為R₂=20Ω時(shí)，由串聯(lián)分壓$\frac{{U}_{1}}{{U}_{2}}$=$\frac{{R}_{1}}{{R}_{2}}$可知，$\frac{2V}{1V}$=$\frac{{R}_{1}}{20Ω}$，解得R₁=40Ω，故本實(shí)驗(yàn)選用的定值電阻阻值不能超過(guò)40Ω．
（5）兩電表都有讀數(shù)，說(shuō)明電路未發(fā)生斷路，燈泡也未發(fā)生短路，小燈泡不亮，則可能是由于燈泡的實(shí)際功率太小造成；
由圖丙可知，燈泡正常發(fā)光的電流為0.25A，則該燈泡的額定功率為P=UI=2.5V×0.25A=0.625W．
故答案為：（1）如圖所示；（2）2.5；與其兩端的電壓成正比；（3）10；改變定值電阻兩端電壓；（4）右；40；（5）通過(guò)燈泡的電流太小，實(shí)際功率太小；0.625．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了連接實(shí)物電路圖、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)、電壓表讀數(shù)、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理，對(duì)電表讀數(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(xiàn)要與電表刻度線(xiàn)垂直．