Question

10．小明用图1所示的电路探究“电阻上的电流跟两端电压的关系”，图2是小明未完成连接的实验电路．
（1）请你按照对电压表量程的选择和对滑动变阻器连接的要求，用笔画线代替导线，完成图2中实验电路的连接，要求滑动变阻器滑片向左移动时，电流表示数增大．
（2）小明按要求正确连接电路后，闭合开关，发现电压表指针偏转到满刻度的位置．其原因可能是滑动变阻器阻值最小（或电阻发生了断路）．（写出一个）
（3）小明在实验中通过调节滑动变阻器滑片，测出通过电阻R的不同电流和对应的电压值，如下表所示．

U（V）	0.5	1.0	1.6	1.9	2.5	3.0
I（A）	0.1	0.2	0.3	0.4	0.5	0.6

小明在实验中所用电阻R的阻值为5Ω；分析表中的数据得到的结论是电阻一定时，电流与电压成正比．
（4）如果将实验电路中的电阻R更换成一个额定电压为3.8V、阻值约为10Ω的小灯泡后，要进行“测量小灯泡的额定电功率”的实验，则对实验电路还必须进行怎样的改动：增加一节干电池（或增大电源电压），并将电压表的量程改为0～15V．

Answer 1

分析 （1）根据电源的电压确定电压表的量程，且与电阻R并联；滑动变阻器按一上一下的原则串联在电路中，滑片向左移动时电流表示数增大，说明接入电路中的电阻变小，即左下方接线柱必须接入电路中；
（2）电压表指针偏转到满刻度，可能是因为滑动变阻器电阻在最小值或导体断路；
（3）探究电流与电压之间的关系时应控制电阻的阻值不变，取表格中任意一组数据，根据欧姆定律求出电阻的阻值；分析表格中电流的变化倍数和电压的变化倍数之间的关系，利用控制变量法得出实验结论；
（4）从电源、电压表、电流表的量程进行分析．

解答 解：（1）一节干电池的电压为1.5V，两节干电池串联时电源的电压为3V，则电压表的量程为0～3V，且与R并联；
滑动变阻器的左下方接线柱与电阻R的右接线柱相连，如下图所示：

（2）闭合开关，发现电压表指针偏转到满刻度的位置，即约等于电源电压．可能是由于滑动变阻器阻值最小或电阻发生了断路；
（3）实验中电阻R的阻值不变，由表格数据可知，当U=0.5V时，通过的电流I=0.1A，
由I=$\frac{U}{R}$可得，R=$\frac{U}{I}$=$\frac{0.5V}{0.1A}$=5Ω；
分析表格中数据可知，通过电阻电流的变化倍数等于两端电压变化的倍数，故可得结论：电阻一定时，电流与电压成正比；
（4）灯泡的额定电压为3.8V，所以电源应增加一节电池或换用电压大于3.8V的学生电源；电压表的量程应改为0～15V．
故答案为：
（1）如上图所示；
（2）滑动变阻器阻值最小（或电阻发生了断路）；
（3）5；电阻一定时，电流与电压成正比；
（4）增加一节干电池（或增大电源电压），并将电压表的量程改为0～15V．

点评 本题是探究电阻的电流跟两端电压的关系，考查了实物电路的连接，特别是滑动变阻器及电压表的连接、电阻的计算，要注意额定电压下灯泡的实际功率和额定功率相等．