Question

6．如图所示，在探究I与R的关系实验中，提供的实验器材有：三只阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω的定值电阻，电源电压6V不变．
（1）实验中将10Ω电阻换成20Ω的电阻后，应将滑片P向左（填“左”或“右”）侧移动．正确操作后，绘出电流表的示数I随电阻R变化的图象如图乙所示，由此得出的结论是电压不变时，电流与电阻成反比．
（2）若电流表损坏，请你利用余下的器材测量一个额定电压为2.5V灯泡的额定功率．电路中将R换成灯泡重新接好后，闭合开关S，移动滑片P，直到电压表的示数为2.5V时，小灯泡正常发光．保持滑片P不动，断开开关S，用5Ω定值电阻代替小灯泡，闭合开关S，读出电压表的示数为2V，则小灯泡的额定功率P_额=0.875W．

Answer 1

分析 （1）如果将5Ω的电阻换成10Ω的电阻后，运用控制变量法可知，研究电流与电阻的关系，需控制电压为定值；滑动变阻器是靠改变接入电路中电阻丝的长度来改变阻值大小的；分析图象可知，电压一定，电流与电阻成反比；
（2）当灯泡两端电压为额定电压时，灯泡正常发光；根据图象读取相关信息，然后再根据欧姆定律求出滑动变阻器的阻值，再可以求出当小灯泡正常发光时电路中的电流，即可得出小灯泡的额定功率．

解答 解：
（1）如果将5Ω的电阻换成10Ω的电阻后，电路中的电阻变大，电流变小，因此滑动变阻器分压减小，所以电压表的示数会变大，故需向左端移动滑片，运用控制变量法可知，为保持定值电阻两端的电压不变；分析图象可知，在电压一定时，导体中的电流与电阻成反比；
（2）闭合开关S，移动滑动变阻器的滑片P，使电压表的示数等于灯泡的额定电压，即电压表的示数为2.5V时，小灯泡正常发光；
由图象可知当接入5Ω的电阻时，电路中的电流I₂=0.4A，定值电阻两端的电压U₂=2V，滑动变阻器接入电路中的电阻为${R}_{滑}=\frac{{U}_{电源}-{U}_{2}}{{I}_{2}}=\frac{6V-2V}{0.4A}=10Ω$，当小灯泡正常发光时，电路中的电流为：${I}_{1}=\frac{{U}_{电源}-{U}_{额}}{{R}_{滑}}=\frac{6V-2.5V}{10Ω}=0.35A$，则小灯泡的额定功率为：P_额=U_额I₁=2.5V×0.35A=0.875W．
故答案为：
（1）左；电压不变时，电流与电阻成反比；（2）2.5；0.875．

点评 本题考查控制变量法的正确使用，可知探究“在电阻两端电压保持不变时，通过电阻的电流与该电阻的阻值成反比”的条件是：保持电阻两端电压不变；改变电阻的阻值是去测通过它的电流．