Question

7．如圖所示電路中，電源電壓為4.5V，滑動(dòng)變阻器的規(guī)格為“30Ω  1A”
（1）小麗想用該電路研究“電流與電阻的關(guān)系”，請(qǐng)幫她把電路連接完整．
（2）以下是小麗的一些操作步驟：
①將阻值為10Ω的定值電阻R₁接入電路，將滑動(dòng)變阻器置于阻值最大的位置，閉合開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，當(dāng)電壓表示數(shù)為2.0V時(shí)，讀出電流表示數(shù)并記錄；
②斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，拆下R₁，接上阻值為20Ω的定值電阻R₂…，使電壓表示數(shù)為2.0V，讀出電流表示數(shù)并記錄；
③斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，拆下R₂，接上阻值為30Ω的定值電阻R₃，重復(fù)②的操作．小麗在實(shí)驗(yàn)步驟③中，將會(huì)遇到什么困難，請(qǐng)你根據(jù)所學(xué)知識(shí)說(shuō)明：因變阻器的最大電阻太小，故不能控制電壓表示數(shù)不變；
（3）小王同學(xué)選用另一組規(guī)格相同的實(shí)驗(yàn)器材，進(jìn)行“測(cè)定小燈泡額定功率”的實(shí)驗(yàn)（小燈泡額定電壓為3.8V）．小王按小麗的電路，將定值電阻換成小燈泡，電壓表量程改為“0-15V”，連接好電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．將滑動(dòng)變阻器置于阻值最大的位置，閉合開(kāi)關(guān)后，現(xiàn)象如表所示：出現(xiàn)以上現(xiàn)象的原因可能是B．（填字母編號(hào)）

電燈的亮暗	電流表示數(shù)I/A	電壓表示數(shù)U/V
不亮	0.15	0

A．小燈泡斷路 B．小燈泡短路 C．電壓表斷路 D．電流表短路．

Answer 1

分析 （1）研究“電流與電阻的關(guān)系”，電壓表與電阻并聯(lián)，電阻與電流表串聯(lián)；
（2）當(dāng)電壓表示數(shù)為2V時(shí)，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律求出變阻器分得的電壓，接上阻值為30Ω的定值電阻R₃時(shí)，根據(jù)分壓原理，求變阻器連入電路中的電阻與滑動(dòng)變阻器的規(guī)格為“30Ω 1A”比較，據(jù)此分析回答；
（3）逐一分析每個(gè)選項(xiàng)，找到符合題意的選項(xiàng)．

解答 解：（1）研究“電流與電阻的關(guān)系”，電壓表與電阻并聯(lián)，電阻與電流表串聯(lián)，如下所示：

（2）②研究“電流與電阻的關(guān)系”，要控制電壓不變，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，拆下R₁，接上阻值為20Ω的定值電阻R₂…，使電壓表示數(shù)為2.0V，讀出電流表示數(shù)并記錄；
因電源電壓為4.5V，當(dāng)電壓表示數(shù)為2V時(shí)，由串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，變阻器分得的電壓：
U_滑=U-U_表=4.5V-2V=2.5V，變阻器的電壓為電壓表示數(shù)的$\frac{2.5V}{2V}$=1.25倍，接上阻值為30Ω的定值電阻R₃時(shí)，根據(jù)分壓原理，變阻器連入電路中的電阻為：1.25×30Ω=37.5Ω，而滑動(dòng)變阻器的規(guī)格為“30Ω 1A”，故因變阻器的最大電阻太小，故不能控制電壓表示數(shù)不變；
（2）②電壓表示數(shù)為2.0V；③因變阻器的最大電阻太小，故不能控制電壓表示數(shù)不變；
（3）A．小燈泡斷路，電壓表串聯(lián)在電路中，電壓表與電源連通，電壓表示數(shù)為電源電壓，因電壓表內(nèi)阻很大，因電流表示數(shù)幾乎為0，不符合題意；
B．小燈泡短路，電壓表示數(shù)為0，因變阻器的最大電阻為30Ω，由歐姆定律，電路中的電流：
I=$\frac{U}{{R}_{大}}$=$\frac{4.5V}{30Ω}$=0.15A，符合題意；
C．電壓表斷路，電壓表示數(shù)為0；根據(jù)電阻的串聯(lián)，此時(shí)電路中的電阻大于30Ω，電流表示數(shù)小于0.15A，不符合題意；
D．電流表短路，電流表示數(shù)為0，不符合題意；
故選B．
故答案為：（1）如上所示；（2）②電壓表示數(shù)為2.0V；③因變阻器的最大電阻太小，故不能控制電壓表示數(shù)不變；（3）B．

點(diǎn)評(píng) 本題研究“電流與電阻的關(guān)系”，考查電路的連接、控制變量法的運(yùn)用及對(duì)器材的要求和故障的分析．