Question

某小组同学用图甲的电路图探究欧姆定律，实验中他们所用的定值电阻分别是5Ω、10Ω、20Ω，电源电压为3V不变。

（1）如图甲所示，是小华所连接的不完整实验电路，请你用笔画线代替导线，将缺少的导线连接好成完整电路。

（2）小华将电路接好后，闭合开关，发现电压表与电流表的示数太大。接下来应进行的操作是     （填写字母代号）。

A．更换电池或电阻  

B．检查电路是否短路  

C．断开开关，移动滑动变阻器滑片至最大值位置

（3）在探究“导体中的电流跟电阻的关系”时，小华将5Ω的电阻接入电路，电压表如图乙所示。后把定值电阻由5Ω换成10Ω，闭合开关后，下一步的操作是：将变阻器的滑片P向     （填“左”或“右”）移动直至电压表示数为     V。 若要完成整个实验，选择的滑动变阻器的最大阻值至少为     Ω．

（4）上述探究结束后，该组同学选择原来的电源和两只灯泡L₁“2．5V 0．3A”和L₂“3．8V 0．3A”，设计的电路如图丙所示，探究“电功率跟电流、电压的关系”。

①此实验设计是为了探究电功率与电压的关系，通过            判断来电功率的大小。

②为了探究电功率与电流的关系，小明认为，利用图丙电路只要通过移动滑动变阻器，改变电流观察灯L₁或L₂ 亮度的变化，即可得出结论。则小明同学的方案         （选填“合理”或“不合理”），理由：               。

Answer

（1）电路图如图所示；（2）C；（3）右；2；10；

（4）①灯的亮暗；②不合理；电压与电流同时在改变，未控制电压一定

【解析】

试题分析：（1）把电流表与电阻串联接入电路，实物电路图如图所示：

（2）闭合开关，发现电压表与电流表的示数太大，说明电路电阻太小，可能是滑动变阻器接入电路的阻值太小造成的，应断开开关，移动滑动变阻器滑片至最大值位置，故选C；

（3）电压表量程为0～3V，由图示电压表可知，其分度值为0．1V，示数为2V；在探究“导体中的电流跟电阻的关系”时，应控制电阻两端电压不变，把定值电阻由5Ω换成10Ω，闭合开关后，定值电阻两端电压变大，为保持电阻两端电压不变，应增大滑动变阻器分压应将变阻器的滑片P向右移动直至电压表示数为2V为止。 电源电压为3V，定值电阻两端电压为2V，则滑动变阻器两端电压为3V-2V=1V，串联电路电流相等，电阻两端电压与电阻阻值成正比，电阻两端电压是滑动变阻器两端电压的2倍，电阻阻值是滑动变阻器接入电路阻值的2倍，电阻最大阻值为20Ω，要完成整个实验，滑动变阻器接入电路的最大阻值为10Ω，要完成实验，选择的滑动变阻器的最大阻值至少为10Ω；

（4）上述探究结束后，该组同学选择原来的电源和两只灯泡L1 “2．5V 0．3A”和L2 “3．8V 0．3A”，设计的电路如图丙所示，探究“电功率跟电流、电压的关系”；

①灯泡亮度由灯泡实际功率决定，灯泡实际功率越大，灯泡越亮，可以根据灯泡的亮暗比较灯泡电功率的大小；

②探究电功率与电流的关系，应控制灯泡两端电压相等而电流不同，利用图丙电路只要通过移动滑动变阻器，改变电流观察灯L1 或L2 亮度的变化时，电压与电流同时在改变，未控制电压一定，小明的方案不合理。

考点：探究电流与电压、电阻的关系实验