Question

14．小芳为了探究“电流与导体两端电压的关系”，连接了如图甲所示的电路（电源电压为3V恒定）．

（1）用笔画线将甲图中电路连接完整，要求滑动变阻器的滑片P向A端滑动时，接入电路的电阻变小．
（2）闭合开关后，电流表无示数，电压表示数为3V，产生该现象的原因可能是电阻断路．
（3）排除故障后闭合开关，移动滑片P，根据实验数据绘制了电阻R的I-U图象如图丙中a，分析图象中数据，电阻R=5Ω，可得结论：在电阻一定时，电流与导体的电压成正比．
（4）小芳仅将实验中的电阻R拆下，换用一个额定电压为2.5V的小灯泡，继续实验．移动滑片P到某一点，电压表示数如图乙所示，此时小灯泡两端电压为1.8V，实验得到小灯泡的I-U图象如丙中的图线b，则小灯泡的额定功率为0.625W．

Answer 1

分析 （1）根据电源电压确定电压表选用的量程与电阻并联，根据滑动变阻器的滑片P向A端移动时接入电路的电阻变小确定变阻器的连接；
（2）若电流表示数为0，说明电路可能断路；电压表示数为电源电压，说明电压表与电源连通，则与电压表并联的支路以外的电路是完好的，则与电压表并联的电阻断路了；
（3）根据图示找出a所对应的电压和电流，根据公式R=$\frac{U}{I}$求出电阻；分析电流与电压的示数变化，得出电流与电压的正比例关系；
（4）由图丙确定电压表量程与最小分度值，读出电压表示数；由图丁找出灯泡额定电压对应的电流，然后由电功率公式P=UI求出灯泡的额定功率．

解答 解：（1）电源电压为3V，故电压表选用小量程与电阻并联，滑动变阻器的滑片P向A端移动时接入电路的电阻变小，即将滑片左边电阻丝连入电路中，实物电路图如图所示：

（2）分分析，电流表无示数，电压表示数为3V，产生该现象的原因可能是电阻断路了；
由图丙知，电流随电压的关系为一直线，说明电阻为一定值，图丙中a电压U=1.5V，电流I=0.3A，电阻R的阻值为R=$\frac{U}{I}=\frac{1.5V}{0.3A}$=5Ω，可得结论：在电阻一定时，通过导体的电流与导体导体两端电压成正比；
（4）由图丙知，电压表量程是0～3V，最小分度值是0.1V，电压表示数是1.8V；由图丙可知，灯泡额定电压2.5V对应的电流是0.25A，则灯泡的额定功率P=UI=2.5V×0.25A=0.625W．
故答案为：
（1）见上图；（2）电阻断路（3）5；电阻一定时，电流与导体的电压成正比；（4）1.8；0.625．

点评 本题是探究电流与电压的关系实验，考查电路的连接、电路故障的分析及对实验数据的分析，属于中等题．