Question

20．我市某中学兴趣小组的同学利用图甲所示电路，进行如下的实验探究．
Ⅰ．定值电阻中的电流跟两端电压的关系．
Ⅱ．额定电压已经模糊、额定功率为1W的小灯泡中的电流跟两端电压的关系．

次数	1	2	3
U/V	2.0	4.0	5.0
I/A	0.20	0.38	0.50

（1）闭合S₁、断开S₂，滑动变阻器在此电路中除保护电路外，还有改变电阻两端的电压和电路中的电流的作用；移动滑动变阻器的滑片，进行实验，得到表格中的三组数据，通过数据分析，可归纳出的结论是电阻一定时，导体中的电流与其两端的电压成正比．
（2）断开S₁、闭合S₂，移动滑动变阻器的滑片进行有关测量，根据记录到的灯泡L的电压和电流的数据，绘制成电压和电流的关系图象（如图乙），小灯泡的额定电压为2.5V．对比定值电阻和灯泡的电阻，灯的电阻变化的原因是灯丝的电阻受温度的影响．

Answer 1

分析 （1）要掌握滑动变阻器的作用，研究电流与电压的关系时，需要改变电压值，所以滑动变阻器的作用除了保护电路外，更重要的是改变电阻两端的电压和电路中的电流．
（2）要掌握功率的计算公式P=UI，找出当功率是1W时的电压值；知道灯丝的电阻随温度的升高而增大．

解答 解：（1）闭合S₁、断开S₂，电阻R与滑动变阻器串联在电路中．此实验是研究定值电阻中的电流与两端电压的关系，所以滑动变阻器在此实验中除了起到保护电路之外，还有改变电阻两端的电压和电路中的电流的作用；从表格中数据可以看出，电阻两端的电压增大为原来的几倍，通过电阻的电流也跟着增大为原来的几倍，所以可以看出电阻一定时，导体中的电流与其两端的电压成正比．
（2）断开S₁、闭合S₂，此时灯泡与滑动变阻器串联在电路中．根据已知条件小灯泡的额定功率为1W，由图象知，当灯泡两端的电压为2.5V时，通过灯泡的电流为0.4A，根据P=UI，此时灯泡的功率为1W．所以灯泡的额定电压为2.5V．
从图象可以看出，灯丝的电阻随两端电压的增高而增大，而定值电阻的阻值几乎不随电压的变化而变化．灯丝发光时温度很高，所以会造成灯丝温度的变化，从而影响灯丝的电阻．
故答案为：（1）改变电阻两端的电压和电路中的电流；电阻一定时，导体中的电流与其两端的电压成正比；（2）2.5；灯丝的电阻受温度的影响．

点评 此题通过开关的断开和闭合分别考查了电流与电压的关系，解决此题的关键是会分析数据和图象，能够从表格的数据和图象中得到有关信息，从而进行有关计算．