Question

某小組同學(xué)用圖甲的電路圖探究歐姆定律，實驗中他們所用的定值電阻分別是5Ω、10Ω、15Ω，電源電壓為4.5V不變．

（1）在探究“導(dǎo)體中的電流跟兩端電壓的關(guān)系”時，選用了某一定值電阻，連接電路閉合開關(guān)后，移動變阻器的滑片P，當(dāng)電流表的示數(shù)是0.28A時，電壓表的示數(shù)如圖乙所示，這時定值電阻兩端的電壓是______V，請幫助該小組設(shè)計一個記錄實驗數(shù)據(jù)的表格．
（2）在探究“導(dǎo)體中的電流跟電阻的關(guān)系”時，控制定值電阻兩端電壓3V不變，選用的電阻是5Ω、10Ω、15Ω．把定值電阻由5Ω換成10Ω，閉合開關(guān)后，下一步的操作是：將變阻器的滑片P向______（填“左”或“右”）移動，目的是______． 若要完成整個實驗，選擇的滑動變阻器的最大阻值至少為______Ω．
（3）上述探究結(jié)束后，該組同學(xué)選擇原來的電源和兩只燈泡L₁“2.5V 0.3A”和L₂“3.8V 0.3A”，設(shè)計的電路如圖丙所示，探究“電功率跟電流、電壓的關(guān)系”．
①此實驗設(shè)計是為了探究電功率與電壓的關(guān)系，通過______判斷來電功率的大小．
②為了探究電功率與電流的關(guān)系，小明認為，利用圖丙電路只要通過移動滑動變阻器，改變電流觀察燈L₁或L₂亮度的變化，即可得出結(jié)論．你認為小明做法______（選填“合理”或“不合理”），理由是______．

Answer 1

解：（1）由題意知，電源電壓為4.5V，由圖乙知，電壓表的指針偏轉(zhuǎn)角度很大，所以電壓表選擇的是0～3V的量程，分度值為0.1V，示數(shù)為2.8V；
則電阻R===10Ω；
的電流跟兩端電壓的關(guān)系”，要保持電阻不變，改變電壓，并測出電流的變化，設(shè)計表格如下：

實驗次數(shù)	電阻R/Ω	電壓U/V	電流I/A
1	10
2	10
3	10
4	10

（2）把定值電阻由5Ω換成10Ω，電阻兩端的電壓變大，所以應(yīng)增大滑動變阻器的阻值，將滑片向右移動，保持電阻兩端的電壓不變；
電阻的最大阻值為15Ω，根據(jù)串分壓的知識，此時所需滑動變阻器的阻值最大；
電路中電流I===0.2A；
所以R_滑===7.5Ω；
（3）①實驗中通過燈泡的亮暗來判斷燈泡電功率的大�。�
②探究電功率與電流的關(guān)系，需保持燈泡兩端的電壓不變，當(dāng)移動滑動變阻器的滑片時，滑動變阻器的阻值改變，燈兩端的電壓也改變，所以不能探究電功率與電流的關(guān)系．
故答案為：（1）2.8；表格如上；（2）右；使電阻兩端的電壓保持不變；7.5；（3）①燈的亮度；②不合理；沒有保證燈泡的電壓不變．
分析：（1）根據(jù)指針的偏轉(zhuǎn)角度及電源電壓，確定電壓表的量程、分度值，得出電壓值，計算出電阻，設(shè)計表格；
（2）要探究“導(dǎo)體中的電流跟電阻的關(guān)系”，需通過調(diào)節(jié)滑動變阻器保持電阻兩端的電壓不變；
根據(jù)串分壓的知識，當(dāng)電阻的阻值最大時，所需滑動變阻器的阻值最大；
（3）燈泡的亮暗與燈泡的發(fā)光功率有關(guān)；
要探究電功率和電流的關(guān)系，需保持燈泡兩端的電壓不變．
點評：此題是探究導(dǎo)體中的電流和電壓、電阻的關(guān)系，考查了實驗表格的繪制及電壓表的讀數(shù)，注意控制變量法及轉(zhuǎn)換法在實驗中的應(yīng)用，其中計算滑動變阻器的最大電阻應(yīng)是本實驗的難點．