Question

小聪在“探究电流和电阻的关系”的实验中，连接电路，如图甲所示。可用的定值电阻有5Ω、10Ω、l5Ω。

（1）请你用笔划线代替导线，把图甲所示的电路补充完整____（要求滑动变阻器的滑片向右移动时接入电路中的阻值变大）；

（2）他把5Ω的电阻连入电路后，将滑动变阻器阻值调到最大处，闭合开关后，发现电压表有示数且接近电源电压，电流表示数为0，其原因可能是______。排除故障后，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，达到实验要求，此时，电流表的示数为0.4A；

（3）将5Ω的电阻换成10Ω的电阻后，闭合开关，应将滑动变阻器的滑片向____（选填“左”或“右”）端移动，直到电压表的示数为_____V为止，记录电流表的示数；

（4）完成上述实验之后，小聪想测量一个小灯泡的额定功率，已知小灯泡的额定电压为U_额。他又找来一个阻值为R₀的定值电阻，设计了电路图乙。请补全实验步骤并写出表达式：

①只闭合开关S和___（选填“S₁”或“S₂”），移动滑动变阻器的滑片，使电流表的示数为_________（用已知量字母表示），此时小灯泡正常发光；

②只闭合开关S和__（选填“S₁”或“S₂”），保持滑动变阻器滑片的位置不动，记下电流表的示数I；

③小灯泡额定功率的表达式是P_额＝_________。（用已知量和所测物理量符号表示）

Answer

定值电阻断路 右 2 S2 S1

【解析】

(1)[1]因要求滑片向右移动时连入电路中的阻值变大，故滑片以左电阻丝连入电路中与电阻串联，如下所示：

。

(2)[2]电流表无示数而电压表有示数，则故障原因可能是定值电阻断路；此时电压表测量电源电压。

(3)[3]探究电流与电阻的关系时，应该控制定值电阻两端的电压不变，拆下阻值为5Ω的电阻改换成阻值为10Ω的电阻，闭合开关后定值电阻两端的电压变大，此时应增大滑动变阻器的阻值，则应将变阻器滑片向右端移动，使定值电阻两端的电压不变。

[4]由(2)可知，当接入5Ω的电阻时，电流表的示数是0.4A，由欧姆定律得，此时定值电阻两端的电压是

可知，实验中定值电阻两端的电压保持2V不变，所以将滑动变阻器的滑轮向右端移动时，直到电压表的示数为2V为止，记录电流表的示数。

(4)①[5][6]②[7]实验步骤：①只闭合开关S和S2，移动滑动变阻器的滑片，使电流表的示数为 ，此时小灯泡正常发光；②只闭合开关S和S1，保持滑动变阻器滑片的位置不动，记下电流表的示数I。

③[8]在①中，电流表测定值电阻的电流，根据欧姆定律的变形公式，，定值电阻的电压为

根据并联电路电压的规律，灯的电压为额定电压，灯正常发光；在②中，电流表测灯与定值电阻并联的总电流，因电路的连接关系没有改变，各电阻的大小和通过的电流不变，灯仍正常发光，根据并联电路电流的规律灯的额定电流为

小灯泡额定功率的表达式