Question

【題目】下圖是小明同學(xué)探究電流與電壓、電阻關(guān)系的電路圖，提供的器材有：6V的電源一個(gè)，電流表（0﹣0.6A，0～3A）。電壓表（0﹣3V，0～15V）各一個(gè)，開(kāi)關(guān)一個(gè)，5Ω、10Ω、15Ω、30Ω的定值電阻各一個(gè)，“20Ω 1A”的滑動(dòng)變阻器一個(gè)，導(dǎo)線若干（忽略導(dǎo)線電阻），以上實(shí)驗(yàn)器材完好無(wú)損，實(shí)驗(yàn)中數(shù)據(jù)讀取準(zhǔn)確無(wú)誤。

（1）探究電流與電壓的關(guān)系時(shí)，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，改變電阻兩端的電壓，進(jìn)行了多次測(cè)量，歸納得出_____的規(guī)律。

（2）探究電流與電阻的關(guān)系時(shí)，測(cè)得的幾組數(shù)據(jù)如下表所示。由于操作不當(dāng)，導(dǎo)致表中第_____次實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)存在錯(cuò)誤，出錯(cuò)的原因是_____。糾正錯(cuò)誤以后，小明用30Ω的電阻替換15Ω電阻進(jìn)行第4次實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)無(wú)法進(jìn)行下去，為完成第4次實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)給小明提出可行的解決方案（不限于提供的實(shí)驗(yàn)器材）：_____。

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	電阻R/Ω	電流I/A
1	5	0.6
2	10	0.3
3	15	0.24

（3）利用該實(shí)驗(yàn)電路圖也可以測(cè)量定值電阻的阻值，實(shí)驗(yàn)中也要進(jìn)行多次測(cè)量，其目的是_____；將定值電阻換成小燈泡后，利用該實(shí)驗(yàn)電路圖還可以“測(cè)量小燈泡的電功率”，實(shí)驗(yàn)中也要移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，其目的是_____。若被測(cè)小燈泡的額定電壓為3.8V，在調(diào)節(jié)滑片使小燈泡正常發(fā)光時(shí)，電壓表的示數(shù)很難準(zhǔn)確達(dá)到3.8V．測(cè)量誤差較大，為此，小明改動(dòng)電路，在不更換現(xiàn)有器材的情況下，提高了測(cè)量數(shù)據(jù)的精確度。請(qǐng)補(bǔ)全小明的做法：斷開(kāi)開(kāi)關(guān)_____；閉合開(kāi)關(guān)，_____；讀出此時(shí)電流表的示數(shù)；計(jì)算小燈泡的額定功率。

Answer 1

【答案】電阻不變時(shí)，電流與電壓成正比 3 滑動(dòng)變阻器滑片沒(méi)有調(diào)節(jié)就讀數(shù)了 換用最大阻值至少為30Ω的變阻器 取平均值減小誤差 改變燈的電壓 將電壓表小量程（0﹣3V）并聯(lián)在變阻器的兩端 移動(dòng)變阻器的滑片，當(dāng)電壓表示數(shù)為2.2V時(shí)

【解析】

（1）電阻不變時(shí)，電流與電壓成正比；

（2）研究電流與電阻關(guān)系時(shí)，要控制電阻的電壓不變，根據(jù)串聯(lián)電路的規(guī)律和歐姆定律，求出第2次實(shí)驗(yàn)時(shí)滑動(dòng)變阻器接入的阻值；

由歐姆定律，分析在第3次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，由歐姆定律和電阻的串聯(lián)求出變阻器連入電路中的電阻，據(jù)此分析；

（3）測(cè)量定值電阻的阻值，實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行多次測(cè)量，其目的是：取平均值減小誤差；利用該實(shí)驗(yàn)電路圖還可以“測(cè)量小燈泡的電功率”，實(shí)驗(yàn)中也要移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，其目的是改變燈的電壓；

根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，當(dāng)燈變阻器的電壓為6V﹣3.8V＝2.2V時(shí)，燈的電壓為3.8V，電壓表大量程分度值為0.5V，故測(cè)量3.8V電壓誤差較大；

而電壓表小量程分度度值為0.1V，故測(cè)量2.2V電壓較為準(zhǔn)確，據(jù)此確定實(shí)驗(yàn)步驟。

（1）探究電流與電壓的關(guān)系時(shí)，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，改變電阻兩端的電壓，進(jìn)行了多次測(cè)量，歸納得出電阻不變時(shí)，電流與電壓成正比的規(guī)律；（2）①當(dāng)接入電阻R2＝10Ω時(shí)，電路中的電流為I2＝0.3A，根據(jù)串聯(lián)電路的規(guī)律和歐姆定律，此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入的阻值為：R＝＝10Ω，在第3次實(shí)驗(yàn)中，由歐姆定律，R總＝＝25Ω，將R2換為R3＝15Ω時(shí)，根據(jù)電阻的串聯(lián)，變阻器的電阻R滑＝25Ω﹣15Ω＝10Ω，即滑動(dòng)變阻器滑片位置不動(dòng)，故第3次實(shí)驗(yàn)時(shí)，沒(méi)有移動(dòng)滑片就讀電流表示數(shù)了；探究電流與電阻的關(guān)系時(shí)，應(yīng)保持電壓相同，由表格數(shù)據(jù)可知定值電阻兩端的電壓為U＝I1R1＝5V,糾正錯(cuò)誤以后，小明用30Ω的電阻替換15Ω電阻進(jìn)行第4次實(shí)驗(yàn)，按照串聯(lián)電路的分壓規(guī)律，要保持電壓為3V,變阻器的電阻的阻值應(yīng)為30Ω，否則實(shí)驗(yàn)無(wú)法進(jìn)行，為完成第4次實(shí)驗(yàn)，應(yīng)換用最大阻值至少為30Ω的變阻器；（3）利用該實(shí)驗(yàn)電路圖也可以測(cè)量定值電阻的阻值，實(shí)驗(yàn)中也要進(jìn)行多次測(cè)量，其目的是：取平均值減小誤差；將定值電阻換成小燈泡后，利用該實(shí)驗(yàn)電路圖還可以“測(cè)量小燈泡的電功率”，實(shí)驗(yàn)中也要移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，其目的是改變燈的電壓；根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，當(dāng)變阻器的電壓為6V﹣3.8V＝2.2V時(shí)，燈的電壓為3.8V，故可將電壓表小量程（0﹣3V）并聯(lián)在變阻器的兩端，而電壓表小量程分度度值為0.1V，故測(cè)量2.2V電壓較為準(zhǔn)確；故斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，將電壓表小量程（0﹣3V）并聯(lián)在變阻器的兩端，閉合開(kāi)關(guān)，移動(dòng)變阻器的滑片，當(dāng)電壓表示數(shù)為2.2V時(shí)，讀出此時(shí)電流表的示數(shù)；計(jì)算小燈泡的額定功率。