聪聪在实验室中找到学生电源，四个定值电阻（5Ω、10Ω、20Ω、25Ω），“25Ω1A"的滑动变阻器R1、最大...

问题详情：

聪聪在实验室中找到学生电源，四个定值电阻（5Ω、10Ω、20Ω、25Ω ）， “25Ω 1A"的滑动变阻器R1、最大阻值未知的滑动变阻器R2、电流表、电压表、开关及导 线若干，完成了下列电学实验．

（一）探究“电流与电阻的关系”

（1）如图*是聪聪连接的电路，还有一根导线没有接上，请你用笔画线代替导线将 电路连接完整，并保*连接这根导线后滑动变阻器的滑片位于阻值最大处；

（_______）

（2）正确连接后，闭合开关，聪聪发现电流表无示数，电压表示数极大、可能是定值电阻发生了________（填“短路”或“断路” ）．

（3）实验中保持电压表的示数为2V不变，为保*四个定值电阻单独接入电路都能完成实验，电源的电压值不应超过 _________ V．

（4）正确完成四次实验后，可以得出结论：电压一定时，电流与电阻成 _____________．

（5）聪聪又在实验室中找到一个标有“0.3A”字样的灯泡，他想用这个灯泡探究 “电流与电压的关系”，老师告诉他不可以，原因是________________________________________．

（二）测量滑动变阻器R2的最大阻值

（1）聪聪连接了如图乙所示的电路，将滑动变阻器R2的滑片调至最右端，闭合开关，适当调节R1的阻值，电流表和电压表的示数如图*所示，电流表的示数为_________ A，R2的最大阻值为_________Ω．

（2）实验中至少需要测量三组数据，目的是 _________（填“寻找普遍规律”或“减小误差”）．

（三）聪聪又找来最大阻值为30Ω的滑动变阻器R3和最大阻值为20Ω的滑动变阻器 R4，利用学生电源（电压调为12V不变），设计了如图丁所示电路，测量标有 “0.3A”字样灯泡的额定功率，清将他的实验过程补充完整：

（1）只闭合开关S、S2，将滑动变阻器_________的滑片调到阻值最大处，移动另一个滑动变阻器的滑片直至电压表的示数为_________ V，此时灯泡正常发光．

（2）保持两个滑动变阻器的滑片位置不动，只闭合关S、S1，读出电压表的示数为7V．

（3）灯泡的额定功率P额=_________W．

【回答】

    断路    4    反比    灯丝电阻随温度的升高而增大    0.2    10    减小误差    R4    6    1.5   

【详解】

第一空．连接这根导线后滑动变阻器的滑片要位于阻值最大处，则接入的滑动变阻器下端接线柱应远离滑片，即下端应接左端接线柱．如图：

第二空．闭合开关，电流表无示数，说明电路不通，某处发生了断路；电压表示数极大，说明与电压表并联的元件断路，导致电压表相当于直接测电源电压．所以故障可能是定值电阻发生了断路．

第三空．根据串联电路分压规律可知，保持电压表的示数为2V不变，当25Ω定值电阻接入电路、滑动变阻器R1调到阻值最大时，电源最大．R1最大阻值为25Ω，与25Ω定值电阻阻值相同，所以R1两端电压与定值电阻两端电压相等，为2V，则电源电压为2V+2V=4V．所以电源的电压值不应超过4 V．

第四空．保*每次定值电阻两端电压都是2V不变，测得每次的电流值随定值电阻的阻值增大而减小．所以可以得出结论：电压一定时，电流与电阻成反比．

第五空．要探究“电流与电压的关系”，要控制电阻一定、改变电压，看电流大小随电压大小如何变化．因灯泡在不同电压下的亮度不同，灯丝的温度不同，会影响灯丝的电阻，所以若用灯泡探究 “电流与电压的关系”，灯丝的电阻会改变，不能完成实验．

第六空．由乙图可知，R2的滑片调至最右端时其阻值最大，电压表测R2两端电压．由*图可知，电压表的分度值为0.1V，示数为2V；电流表的分度值为0.02A，示数为0.2A．

第七空．R2的最大阻值为：

R2===10Ω．

第八空．R2的最大阻值是一定的，实验中至少需要测量三组数据，是为了取平均值减小误差．

第九空．由丁图可知，当只闭合开关S、S2时，灯泡L、R3、R4串联，电压表测R4两端电压．若将R3的滑片调到阻值最大处，要使灯泡正常发光，则电路中电流要为0.3A，此时R3两端电压为：

UR3=IR3=0.3A×30Ω=9V，

而在步骤二中，电压表测R3、R4的总电压，其示数为7V，小于上面计算的9V，说明将滑片置于阻值最大处的滑动变阻器不是R3，应该是R4．

第十空．将R4的滑片调到阻值最大处，电路中电流要为0.3A，此时R4两端电压为：

UR4=IR4=0.3A×20Ω=6V．

所以应该移动R3的滑片，使电压表示数为6V，此时灯泡电流为0.3A，灯泡正常发光．

第十一空．再只闭合关S、S1，电压表测R3、R4的总电压，其示数为7V，则灯泡L两端电压为：

UL=12V-7V=5V．

则灯泡的额定功率为：

P额=ULI=5V×0.3A=1.5W．

知识点：电流与电压和电阻的关系

题型：实验,探究题