Question

12．小明用甲图所示的电路探究“通过电阻的电流跟两端电压的关系”，电源电压3V保持不变．

（1）请你在甲图中用一根导线（用笔画线代替）完成实验电路的连接．（要求滑动变阻器滑片向左移动时，电流表示数增大）
（2）闭合开关后，无论怎样调节滑动变阻器的滑片，都发现电流表无示数，电压表有明显示数，其原因可能是电阻R断路．
（3）排除故障后，小明在实验中通过调节滑动变阻器的滑片，测出电阻R在不同电压下的电流值，如表所示．

U/V	1.0	1.5	2.0	2.5	3.0
I/A	0.2	0.3	0.4	0.5	0.6

①当电流表示数为0.2A时，滑动变阻器接入电路的电阻为10Ω；
②分析表中的数据得到电流与电压的具体关系为：电阻一定，电流与电压成正比．
[拓展]完成上述实验后，小明将电阻R换成一个额定电压为3.8V，阻值约为10Ω的小灯泡，测量小灯泡的额定电功率；
（1）在增加一节干电池的同时对电路还必须进行改动的将电压表量程改为0～15V．
（2）当调节滑动变阻器的滑片使电压表的示数为3.8V时，电流表的示数如图（乙）所示，其读数为0.3A，则小灯泡的额定功率是1.14W．

Answer 1

分析 （1）滑动变阻器的接线原则是一上一下，下接线柱与滑片之间的电阻线是有效接入电路中的电阻，这段电阻越小，通过的电流越大．
（2）电流表无示数，说明电路发生断路，电压表有示数，说明与电压表并联的电路断路．
（3）①根据表格中任意一组数据，由公式R=$\frac{U}{I}$计算出电阻的阻值；②根据表格中数据，分析得出电流和电压的关系：电阻一定时，电流跟电压成正比；
（4）①主要检查电流表、电压表的量程选择是否合适；②读出电流表的数值，根据公式P=UI计算出电功率的值．

解答 解：
（1）由图知，滑动变阻器已接了上面一个接线柱，应再接下面一个接线柱，滑动变阻器滑片向左移动时，电流表示数增大，说明滑动变阻器的阻值变小，因此要接左边的接线柱，如图所示：

（2）电流表无示数，说明电路发生断路，电压表有示数，说明与电压表并联的电阻R断路；
（3）①由表格中数据知，当U=2V时，I=0.2A，滑动变阻器两端的电压为2V，则滑动变阻器电阻为R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2V}{0.2A}$=10Ω；②由表格中数据知，电阻不变，电压增大几倍，电流也增大几倍，可得电阻一定时，电流跟电压成正比；
（4）①由于电流表的数值不会很大，所以可以选择0～0.6A的量程，而额定电压3.8V大于3V，所以电压表量程应改为0～15V；
②由图知，电流表的量程为0～0.6A，分度值0～0.02A，所以其示数为0.3A．P=UI=3.8V×0.3A=1.14W．
故答案为：（1）如上图；（2）电阻R断路；（3）10； 电阻一定，电流与电压成正比；【拓展】（1）将电压表量程改为0～15V；（2）0.3； 1.14．

点评 此题探究“电阻上的电流跟两端电压的关系”实验，考查了有关电路的连接，特别是滑动变阻器的接法，同时考查了电阻的计算和额定功率的计算，在此题中正确读出电流表的数值很重要；同时考查了电路故障的分析和测量数据的分析．