Question

同学们在实验室做电学实验．实验中使用的小灯泡标有“3.8V”字样，滑动变阻器标有“10Ω 1A”字样，电源电压为6V且保持不变．
（1）①如图甲是小乔连接的“测量小灯泡电阻”的部分实验电路，请你用笔画线代替导线将电路连接完整（电表选择合适的量程，滑片向左移动时灯泡变亮）．
②连接电路时，开关应________，小乔正确连接电路后，闭合开关发现灯泡不亮，电流没有示数，如果灯丝断了，此时电压表的示数约为________V．
③排除故障后，调节变阻器的滑片，当小灯泡正常发光时，电流表的示数如图乙，则通过小灯泡的电流为________A，它正常发光时的电阻为________Ω．（结果保留小数点后一位）
（2）小乔还想探究“电路中电流与电阻的关系”，老师取走小灯泡，拿来几个定值电阻，小乔先把10Ω电阻连人如图丙所示的电路，实验中，将变阻器的滑片移到某一位置时，读出电压表的示数为4.5V，并读出电流表此时的示数，紧接着小乔想更换电阻再做两次实验，可供选择的电阻有20Ω、30Ω、40Ω定值电阻各一个，
①为了保证实验成功，他应该选择的电阻是________Ω和________Ω；
②该实验的结论是：电压一定时，________．

Answer 1

解：
（1）①灯泡的额定电压为3.8V，电压表应选0～15V的量程与灯泡并联；滑动变阻器的左下方接线柱与电源的正极相连即可，如下图所示：

②为保护电路，连接电路时开关应断开；
电压表相等于断路，正确连接电路后，如果灯丝断了，则电流表的示数为0，电压表测电源的电压即示数为6V；
③电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，示数为0.3A，
根据欧姆定律可得，此时灯泡的电阻R==≈12.7Ω；
（2）①为了保证实验成功，要保证更换电阻后电压表的示数仍为4.5V，
∵电源电压为6V，
∴滑动变阻器两端的电压只能是1.5V，
即：U₁：U₂=4.5V：1.5V=3：1，
∵两电阻串联，
∴R₁：R₂=U₁：U₂=3：1，
∵滑动变阻器R₂的最大电阻为10Ω，
∴R₁≤30Ω，
只能选20Ω或30Ω；
②根据欧姆定律的内容可得实验结论：电压一定时，电流与电阻成反比．
故答案为：
（1）①如上图所示；②断开；6；③0.3；12.7；
（2）①20；30；②电流与电阻成反比．
分析：（1）①根据灯泡的额定电压确定电压表的量程且与灯泡并联，滑动变阻器按一上一下的原则串联在电路中，滑片向左移动时灯泡变亮说明接入电路的电阻变小，即左下方接线柱必须接入电路中；
②为防止电路中电流过大烧坏用电器，连接电路时开关应断开；如果灯丝断了，则电压表串联在电路中测电源的电压；
③根据电流表的量程和分度值读出示数，利用欧姆定律求出此时灯泡的电阻；
（2）在探究电流与电阻实验中，因为通过导体电流的大小与导体两端的电压和导体的电阻两个因素有关，所以实验中更换电阻后要调节滑动变阻器的滑片使电阻两端的电压保持不变仍为4.5V，据此判断选择；最后根据欧姆定律的内容得出实验结论．
点评：本题考查了电压表量程的选择和正确使用、实验的注意事项和出现故障时的现象、电压表的读数、串联电路的特点和欧姆定律的内容及应用等，涉及的知识点较多，综合性强；在研究电流与电阻的关系时，改变电阻的大小的同时，要注意控制电阻两端的电压不变，这样才能得出准确的结论，利用好控制变法（更换电阻后，要保持电阻两端的电压不变）是本题的关键．