Question

小军同学探究定值电阻R消耗的电功率P与通过R的电流I的关系．他设计出实验电路图，并按电路图连接了实验器材，如图1所示．
（1）请你根据实物电路连接情况画出实验电路图．
（2）电路连接正确后，闭合开关S，小军发现电压表有示数，但电流表无示数．由现象可判断电路中出现的故障是______．
A．变阻器短路　　　　 B．电阻R短路　　　　 C．电流表断路　　　　 D．电阻R断路

（3）排除故障后，电流表的示数如图2所示，此时通过电阻R的电流为______A．
（4）小军根据实验数据画出定值电阻R消耗的电功率P随通过电阻的电流I变化的图象如图3所示．请你根据图象判断：当电流I为0.2A时，电阻R消耗的电功率P为______W．

Answer 1

解：（1）由实物图知，从电源的正极出发依次连接滑动变阻器、电阻、电流表、开关，最后回到电源的负极，电压表与电阻并联．如图所示．

（2）电流表无示数，电压表有示数，所以是电阻R断路．D正确．
（3）由图知，电流表的量程为0～0.6A，其量程为0.02A，所以其示数为0.38A．
（4）由图3知，当电流为0.6A时，功率为3.6W，根据公式P=UI=I²R得R===10Ω
当电流为0.2A时，电功率为P=UI=I²R=（0.2A）²×10Ω=0.4W
故答案为：（1）见上图；（2）D；（3）0.38；（4）0.4．
分析：（1）根据实物图画电路图，要注意电路元件的连接方式及顺序．
（2）电流表无示数则出现断路现象，根据电压表的情况可判断是哪儿出现了断路．在串联电路中，断开处的电压约为电源电压．
（3）在进行电流表的读数时，要注意确定电流表的量程和分度值．
（4）从图象中确定一组电流、功率的数据，根据公式P=UI=I²R的变形公式R=计算出R的阻值，然后根据公式P=UI=I²R计算出功率的值．
点评：此题是探究定值电阻R消耗的电功率P与通过R的电流I的关系实验，考查了按实物电路画电路图，注意电路元件的连接顺序，同时考查了电流表的读数及P=UI的推导公式及变形公式的应用．其中（4）问是难点，关键是通过图象中的数据计算出电阻值．