Question

1．小林和小巖同學(xué)利用實驗器材進(jìn)行了幾組電學(xué)實驗：（1）如圖甲所示
（1）在探究“電流和電阻的關(guān)系”的實驗中，定值電阻R₁由5Ω換成10Ω時，接下來滑動變阻器的滑片應(yīng)向右（選填“左”或“右”）調(diào)節(jié)；若電源電壓為6V，R₁的可選最大電阻為20Ω，為保證電阻R₁兩端的電壓為2V，那么滑動變阻器R₂的最大阻值應(yīng)不小于40Ω．
（2）他做完實驗后，把定值電阻換成小燈泡，又完成了“測量額定電壓是2.5V小燈泡電功率”的實驗，如圖乙所示，正確連接電路后，他發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，電壓表有示數(shù)，電流表無示數(shù)，電路中出現(xiàn)的故障可能是燈泡斷路排除故障后，閉合開關(guān)，改變滑動變阻器的阻值，記下各組對應(yīng)的電壓表和電流表的示數(shù)，并繪制了如圖丙所示圖象，根據(jù)圖象可知額定功率是0.625W．
（3）若將電阻R換成電動機(jī)，則當(dāng)滑片P向左滑動時，它的轉(zhuǎn)速將變快（選填“快”或“慢”）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)控制變量法，研究電流與電阻的關(guān)系時，需控制定值電阻的電壓相同，當(dāng)換上大電阻時，根據(jù)分壓原理確定電壓表示數(shù)的變化，由串聯(lián)電路電壓的規(guī)律結(jié)合分壓原理確定滑片移動的方向；
根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，求出電壓表示數(shù)為2V時變阻器分得的電壓U，由分壓原理，得出滑動變阻器R₂的最大阻值應(yīng)不小于多少；
（2）若電流表示數(shù)為0，燈不亮，說明電路可能斷路；電壓表有示數(shù)，說明電壓表與電源連通，則與電壓表并聯(lián)的支路以外的電路是完好的，則與電壓表并聯(lián)的燈泡斷路了；根據(jù)圖中燈的額定電壓下的電流，根據(jù)P=UI求燈的額定功率；
（3）判斷當(dāng)滑片P向左滑動時，電路中電阻的電阻變化，由歐姆定律，確定電路中電流的變化，分析回答．

解答 解：（1）根據(jù)串聯(lián)分壓原理可知，將定值電阻R₁由5Ω改接成10Ω的電阻，電阻增大，其分得的電壓增大；
探究電流與電阻的實驗中應(yīng)控制電壓不變，應(yīng)保持電阻兩端的電壓不變，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律可知應(yīng)增大滑動變阻器分得的電壓，由分壓原理，應(yīng)增大滑動變阻器連入電路中的電阻，所以滑片應(yīng)向右端移動，使電壓表的示數(shù)不變；
若電源電壓為6V，R₁的可選最大電阻為20Ω，為保證電阻R₁兩端的電壓為2V，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，變阻器分得的電壓U_滑=U-U_表=6V-2V=4V，變阻器分得的電壓是電壓表示數(shù)的$\frac{4V}{2V}$=2倍，由分壓原理，變阻器連入電路中的電阻為R₁的2倍，那么滑動變阻器R₂的最大阻值應(yīng)不小于40Ω；
（2）經(jīng)分析，小燈泡不亮，電壓表有示數(shù)，電流表無示數(shù)，電路中出現(xiàn)的故障可能是燈泡斷路；排除故障后，閉合開關(guān)，改變滑動變阻器的阻值，記下各組對應(yīng)的電壓表和電流表的示數(shù)，并繪制了如圖丙所示圖象，由圖知，燈的額定電壓下的電流為0.25A，額定功率是：P=U_LI=2.5V×0.25A=0.625W；
（3）若將電阻R換成電動機(jī)，則當(dāng)滑片P向左滑動時，變阻器連入電路中的電阻變小，電路的電流變大，故它的轉(zhuǎn)速將變快．
故答案為：（1）右；40； （2）燈泡斷路；0.625；（3）快．

點評 本題探究“電流和電阻的關(guān)系”，考查操作過程及對器材的要求和控制變量法的埇運用，同時也考查了測燈的額定功率實驗，涉及故障分析、額定功率的計算及歐姆定律的運用．