Question

电阻箱是能够直接读出电阻阻值的可变电阻，在电路图中符号是，为探究在导体两端电压不变的条件下，通过导体的电流I跟一导体电阻倒数的关系，小明设计了图甲所示的实验电路图和图乙所示实物连线图。

 

(1)如图乙是根据图甲连接的实物图，请在错误的导线上打“×”并连接正确__________；

(2)连接电路闭合开关后，小明发现电压表有示数，电流表无示数，故障可能是____________；

(3)排除故障后，将电阻箱调至某一阻值，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，使电压表示数为一个适当的值U₀，记录电流表的示数和_______________；

(4)改变电阻箱的阻值，调节滑动变阻器的滑片，记录相应数据。多次实验后，根据所得数据描绘出的图象如图丙所示；

(5)实验时，当电阻箱接入电阻从10Ω变成15Ω时，电压表示数变大，此时，应该调节滑动变阻器的滑片向___________移动，直到电压表示数为_______________V；

(6)再次改变电阻箱阻值，发现无论怎样调节滑动变阻器的滑片都不能达到(3)中的要求，引起这种情况的直接原因是_________________；

(7)分析实验数据和图象，可以得出的实验结论是______________________；

(8)实验结束后，小组间交流时，发现邻组在相同的坐标系中画出的图象如图丁所示的一条虚线，你认为图象不同的原因是__________________________；

(9)另一小组的小滕同学在只有一只电压表的情况下，连接了如图所示的电路，测出了额定电压为U_额的小灯泡正常发光时的电阻；(已知滑动变阻器R₂的最大阻值为R₀，U_额小于电源电压)

①闭合开关S、S₁，断开S₂，将R₁的滑片滑到最右端，R₂的滑片滑到最_________端（选填“上”或“下”），读出此时电压表的示数U，即为电源电压；

②闭合开关S、S₂，断开S₁，将R₁的滑片滑到最右端，调节R₂的滑片，使电压表的示数为____________，此时小灯泡正常发光；

③同时闭合三个开关，保持R₂的滑片不动，然后调节R₁的滑片，使电压表的示数为_________；保持R₁的滑片不动，将R₂的滑片滑到最上端，读出此时电压表的示数为U₁；

④小灯泡正常发光时的电阻R_L=____________(用字母表示)。

Answer

电阻R断路 电阻箱的阻值 右 10 滑动变阻器最大阻值太小 电压一定的情况下，通过导体的电流与导体电阻的倒数成正比 两个小组电阻箱R两端电压设定数值不一样 上 U-U额 U-U额

【解析】

(1)[1]如图乙是根据图甲连接的实物图，电压表应并联在电阻箱两端，故错误的导线及连接正确后如图所示：

。

(2)[2]连接电路闭合开关后，小明发现电压表有示数，表明电阻箱有电流通过，电流表无示数，说明电流过小，则故障可能是电阻R断路，造成电压表串联在电路中。

(3)[3]排除故障后，将电阻箱调至某一阻值，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，使电压表示数为一个适当的值U0，记录电流表的示数和电阻箱的阻值。

(5)[4][5]根据图丙中关系可知二者成正比变化，当时，，则由U=IR可知，电阻箱两端电压保持为10V；当电阻箱接入电阻从10Ω变成15Ω时，电压表示数变大，此时应根据串联电路电阻分压特点，调节滑动变阻器的滑片向右移动以增大滑动变阻器接入电阻，直到电压表示数为10V。

(6)[6]再次改变电阻箱阻值，发现无论怎样调节滑动变阻器的滑片都不能达到(3)中的要求，引起这种情况的直接原因是滑动变阻器最大阻值太小，造成电阻箱两端电箱分压过大。

(7)[7]分析实验数据和图象，可以得出：电压一定的情况下，通过导体的电流与导体电阻的倒数成正比。

(8)[8]实验结束后，邻组在相同的坐标系中画出的图象如图丁所示的一条虚线，通过导体的电流与导体电阻的倒数成正比，图象不同的原因是两个小组在电阻箱R两端电压设定数值不一样。

(9)[9]闭合开关S、S1，断开S2，此时R1与R2串联在电路，电压表测量R2的两端电压，将R1的滑片滑到最右端时其接入电阻为零，R2的滑片滑到最上端接入阻值最大，读出此时电压表的示数U，即为电源电压。

[10]闭合开关S、S2，断开S1，将R1的滑片滑到最右端，此时小灯泡与R2接入电阻串联在电路，调节R2的滑片，电压表测量R2接入部分的两端电压，因小灯泡额定电压为U额，则应使电压表的示数为U-U额，此时小灯泡正常发光。

[11]同时闭合三个开关，此时R1与R2接入电阻串联在电路，保持R2的滑片不动，然后调节R1的滑片，使电压表的示数为U-U额，此时R1的两端电压为U额；再保持R1的滑片不动，将R2的滑片滑到最上端接入最大阻值R0，读出此时电压表的示数为U1。

[12]由以上过程数据及串联电路特点可知

则小灯泡正常发光时的电阻为