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    8．下面是小刘同学进行的电学实验：

    （1）小刘为了探究导体的电流跟电阻的关系，设计了如图甲所示的电路．
    ①请用笔画代替导线完成图甲电路的连接；
    ②小刘看到了邻组同学在闭合开关后，电流表的指针偏向“0”刻度线的左侧，原因是电流表正负接线柱接反了；
    ③如果小刘连接电路时接入的电阻为5Ω，控制电阻两端的电压为2V，那么将5Ω的电阻换成10Ω的电阻时，应将滑动变阻器的滑片向  端调节，使电压表示数为2V；把10Ω的电阻换成20Ω的电阻，无论怎样调节滑片都无法使电压表示数调到控制值，说明她选择的滑动变阻器最大电阻小于25Ω；
    （2）完成上述实验后，小刘又重新设计了电路（如图乙），测量一个小灯泡的额定功率，这个小灯泡正常工作的电流为I1．请完成实验步骤（已知电源电压为U）．
    ①只闭合开关S1，移动滑动变阻器R2的滑片，使电流表示数为I1；
    ②只闭合开关S2，保持滑动变阻器R的滑片位置不变，调节滑动变阻器R1的滑片使电流表示数为I1；再将滑动变阻器R2的滑片调到最左端，读出电流表的示数为I2；
    ③则灯泡的额定功率表达式为P额$\frac{{{I}_{1}}^{2}}{{{I}_{2}}^{2}}$U．（用U、I1、I2表示）

    分析 （1）①在实物电路连接时，电压表应与定值电阻并联，并注意电流要正进负出；
    ②当电流表的正负接线柱接反时，会出现指针反偏的现象；
    ③在探究电流与电阻关系时，应保持电压的大小不变，所以当换成较大电阻时，根据串联电路电压的规律及分压原理适当调整滑片，使电压表示数仍为2V；
    变阻器在电路中起分压作用，当定值电阻换成20Ω后，变阻器必须继续调大，才能确保定值电阻两端的电压仍为2V，如果变阻器最大阻值太小，则无法达到调整的目的．
    （2）搞清实验的原理是利用替代法，测出灯泡的电阻，再通过电功率的变形公式P=I2R可计算小灯泡的额定功率．

    解答 解：（1）①探究导体的电流跟电阻的关系时，电压表与电阻并联，如下所示：

    ②小刘看到了邻组同学在闭合开关后，电流表的指针偏向“0”刻度线的左侧，原因是电流表正负接线柱接反了；
    ③如果小刘连接电路时接入的电阻为5Ω，控制电阻两端的电压为2V，那么将5Ω的电阻换成10Ω的电阻时，根据分压原理，电压表示数变大，根据串联电路电压的规律，应减小电压表示数增大变阻分得的电压，根据分压强原理，应将滑动变阻器的滑片向左端调节，使电压表示数为2V；
    电源电压为4.5V，变阻器分得的电压为4.5V-2V=2.5V，根据分压原理，当接入20Ω的电阻时，变阻器的电阻至少为$\frac{2.5V}{2V}$×20Ω=25Ω
    把10Ω的电阻换成20Ω的电阻，无论怎样调节滑片都无法使电压表示数调到控制值，说明她选择的滑动变阻器的最大阻值小于25Ω；
    （2）分析实验的原理可以得出其具体的步骤为：
    ①只闭合开关S1，移动滑动变阻器R2的滑片，使电流表示数为I1；
    ②只闭合开关S2，保持滑动变阻器R2的滑片位置不变，调节滑动变阻器R1的滑片使电流表示数为I1；
    再将滑动变阻器R2的滑片调到最左端，读出电流表的示数为I2；
    ③则小灯泡的电阻与变阻器R1此时的电阻相同，即R灯=$\frac{U}{{I}_{2}}$，
    小灯泡的额定功率P额=I12R灯=I12•$\frac{U}{{I}_{2}}$=$\frac{{{I}_{1}}^{2}}{{{I}_{2}}^{2}}$U．
    故答案为：（1）①见上图；②正负接线柱接反了；③2；最大电阻小于25Ω；
    （2）①I1，②调节滑动变阻器R1的滑片；③$\frac{{{I}_{1}}^{2}}{{{I}_{2}}^{2}}$U．

    点评 本题即考查了“探究通过导体的电流跟电阻的关系”，又考查了“测量小灯泡电功率”，尤其是后一个实验中，运用了两种不同的测量方法，要求我们对实验的原理、注意事项、欧姆定律及电功率的变形公式等有一个全面的了解和掌握，考查内容多，有一定难度．

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