Question

17．如图所示的电路中电源电压为U=6V，滑动变阻器的最大阻值为50Ω．我们在图中的M、N之间接入不同的待测电阻和小灯泡，进行了下列实验探究．请完成下列填空．
（1）利用该电路探究电流与电阻关系时，仅将M、N之间的电阻由10Ω替换成5Ω，闭合开关S，电流表示数将增大（选填“增大”或“减小”），要使电压表示数不变，应将滑片向b（选填“a”或“b”）端滑动到一定位置．
（2）若在M、N之间接入额定电压为3.6V的小灯泡L，调节滑片P使灯泡正常发光时，电流表的示数如图乙所示，此时通过灯泡的电流为0.24A，灯泡的额定功率是0.864W．保持滑动变阻器滑片现在的位置不动，将灯泡L换成看不清标识的电阻箱，只调节电阻箱，将电压表的示数调为3.6V时，此时电阻箱接入电路的阻值为15Ω．
（3）为探究串联电路总电阻的阻值与各串联电阻的阻值之间的关系，他们将R₁=5Ω和R₂=10Ω的定值电阻串联后接入M、N之间，滑动滑片P，读得电压表和电流表的示数分别如下：当U₁=2.92V时，I₁=0.20A；当U₂=4.44V，I₂=0.30A．以上两组数据合理吗？为什么？合理，两次测得的电阻值都在误差范围．

Answer 1

分析 （1）根据电路图应用串联电路特点与欧姆定律分析答题．
（2）由图示电流表确定其量程与分度值，然后读出其示数，然后由P=UI、欧姆定律分析答题．
（3）应用欧姆定律求出电阻阻值，然后求出平均值．

解答 解：（1）将M、N间的电阻由10Ω替换成5Ω，电路总电阻变小，电源电压不变，由欧姆定律可知，电路电流增大，电流表示数将增大；
电阻阻值变小，电阻分压减小，滑动变阻器分压变大，为保持电压表示数不变，增大电阻两端电压，应减小滑动变阻器分压，由图示电路图可知，应将滑片向b端滑动到一定位置．
（2）由图乙所示电流表可知，其量程为0～0.6A，分度值为0.02A，示数为0.24A，灯泡额定功率P-UI=3.6V×0.24A=0.864W；
滑动变阻器滑片位置不变，电压表示数不变，电路电流不变，认为0.24A，则电阻箱阻值：
R=$\frac{U}{I}$=$\frac{3.6V}{0.24A}$=15Ω．
（3）由欧姆定律可知，串联电阻测量值阻值：
R=$\frac{{U}_{1}}{{I}_{1}}$=$\frac{2.92V}{0.20A}$=14.6Ω，R′=$\frac{{U}_{2}}{{I}_{2}}$=$\frac{4.44V}{0.30A}$=14.8Ω，
串联电阻阻值：R_串=$\frac{R+R′}{2}$=$\frac{14.6Ω+14.8Ω}{2}$=14.7Ω，由此可知以上两组数据合理．
故答案为：（1）增大；b；（2）0.24；0.864；15；（3）合理，两次测得的电阻值都在误差范围．

点评 本题考查了电路分析、电表读数、求功率、求电阻阻值等问题；分析清楚电路结构、应用串联电路特点、欧姆定律、电功率公式即可正确解题；对电表读数时要先确定其量程与分度值，然后再读数，读数时视线要与电表刻度线垂直．