聰聰在實驗室中找到學生電源，四個定值電阻（5Ω、10Ω、20Ω、25Ω），“25Ω1A"的滑動變阻器R1、最大...

問題詳情：

聰聰在實驗室中找到學生電源，四個定值電阻（5Ω、10Ω、20Ω、25Ω ）， “25Ω 1A"的滑動變阻器R1、最大阻值未知的滑動變阻器R2、電流表、電壓表、開關及導 線若干，完成了下列電學實驗．

（一）探究“電流與電阻的關係”

（1）如圖*是聰聰連接的電路，還有一根導線沒有接上，請你用筆畫線代替導線將 電路連接完整，並保*連接這根導線後滑動變阻器的滑片位於阻值最大處；

（_______）

（2）正確連接後，閉合開關，聰聰發現電流表無示數，電壓表示數極大、可能是定值電阻發生了________（填“短路”或“斷路” ）．

（3）實驗中保持電壓表的示數為2V不變，為保*四個定值電阻單獨接入電路都能完成實驗，電源的電壓值不應超過 _________ V．

（4）正確完成四次實驗後，可以得出結論：電壓一定時，電流與電阻成 _____________．

（5）聰聰又在實驗室中找到一個標有“0.3A”字樣的燈泡，他想用這個燈泡探究 “電流與電壓的關係”，老師告訴他不可以，原因是________________________________________．

（二）測量滑動變阻器R2的最大阻值

（1）聰聰連接瞭如圖乙所示的電路，將滑動變阻器R2的滑片調至最右端，閉合開關，適當調節R1的阻值，電流表和電壓表的示數如圖*所示，電流表的示數為_________ A，R2的最大阻值為_________Ω．

（2）實驗中至少需要測量三組數據，目的是 _________（填“尋找普遍規律”或“減小誤差”）．

（三）聰聰又找來最大阻值為30Ω的滑動變阻器R3和最大阻值為20Ω的滑動變阻器 R4，利用學生電源（電壓調為12V不變），設計瞭如圖丁所示電路，測量標有 “0.3A”字樣燈泡的額定功率，清將他的實驗過程補充完整：

（1）只閉合開關S、S2，將滑動變阻器_________的滑片調到阻值最大處，移動另一個滑動變阻器的滑片直至電壓表的示數為_________ V，此時燈泡正常發光．

（2）保持兩個滑動變阻器的滑片位置不動，只閉合關S、S1，讀出電壓表的示數為7V．

（3）燈泡的額定功率P額=_________W．

【回答】

    斷路    4    反比    燈絲電阻隨温度的升高而增大    0.2    10    減小誤差    R4    6    1.5   

【詳解】

第一空．連接這根導線後滑動變阻器的滑片要位於阻值最大處，則接入的滑動變阻器下端接線柱應遠離滑片，即下端應接左端接線柱．如圖：

第二空．閉合開關，電流表無示數，説明電路不通，某處發生了斷路；電壓表示數極大，説明與電壓表並聯的元件斷路，導致電壓表相當於直接測電源電壓．所以故障可能是定值電阻發生了斷路．

第三空．根據串聯電路分壓規律可知，保持電壓表的示數為2V不變，當25Ω定值電阻接入電路、滑動變阻器R1調到阻值最大時，電源最大．R1最大阻值為25Ω，與25Ω定值電阻阻值相同，所以R1兩端電壓與定值電阻兩端電壓相等，為2V，則電源電壓為2V+2V=4V．所以電源的電壓值不應超過4 V．

第四空．保*每次定值電阻兩端電壓都是2V不變，測得每次的電流值隨定值電阻的阻值增大而減小．所以可以得出結論：電壓一定時，電流與電阻成反比．

第五空．要探究“電流與電壓的關係”，要控制電阻一定、改變電壓，看電流大小隨電壓大小如何變化．因燈泡在不同電壓下的亮度不同，燈絲的温度不同，會影響燈絲的電阻，所以若用燈泡探究 “電流與電壓的關係”，燈絲的電阻會改變，不能完成實驗．

第六空．由乙圖可知，R2的滑片調至最右端時其阻值最大，電壓表測R2兩端電壓．由*圖可知，電壓表的分度值為0.1V，示數為2V；電流表的分度值為0.02A，示數為0.2A．

第七空．R2的最大阻值為：

R2===10Ω．

第八空．R2的最大阻值是一定的，實驗中至少需要測量三組數據，是為了取平均值減小誤差．

第九空．由丁圖可知，當只閉合開關S、S2時，燈泡L、R3、R4串聯，電壓表測R4兩端電壓．若將R3的滑片調到阻值最大處，要使燈泡正常發光，則電路中電流要為0.3A，此時R3兩端電壓為：

UR3=IR3=0.3A×30Ω=9V，

而在步驟二中，電壓表測R3、R4的總電壓，其示數為7V，小於上面計算的9V，説明將滑片置於阻值最大處的滑動變阻器不是R3，應該是R4．

第十空．將R4的滑片調到阻值最大處，電路中電流要為0.3A，此時R4兩端電壓為：

UR4=IR4=0.3A×20Ω=6V．

所以應該移動R3的滑片，使電壓表示數為6V，此時燈泡電流為0.3A，燈泡正常發光．

第十一空．再只閉合關S、S1，電壓表測R3、R4的總電壓，其示數為7V，則燈泡L兩端電壓為：

UL=12V-7V=5V．

則燈泡的額定功率為：

P額=ULI=5V×0.3A=1.5W．

知識點：電流與電壓和電阻的關係

題型：實驗,探究題