Question

小明在学习了电学知识后，设计如图甲所示电路，完成如下实验探究：Ⅰ．探究定值电阻上的电流跟两端电压的

小明在学习了电学知识后，设计如图甲所示电路，完成如下实验探究：Ⅰ．探究定值电阻上的电流跟两端电压的关系．Ⅱ．额定功率为1W的小灯泡中的电流跟两端电压的关系．（1）请用笔画线将图乙补充完整．（2）闭合S1，断开S2，移动滑动变阻器的滑片，得到表格中的数据，其中第二次电压表的数据如图丙所示，请将读数填到表格的相应位置中．通过数据分析，可归纳出的结论是______；由表格中的数据可知电阻R=______Ω． 次数物理量 1 2 3 U/N 2 4 ______ I/A 0.20 0.4 0.50（3）断开S1、闭合S2，移动滑动变阻器的滑片进行实验，小灯泡突然熄灭，检查发现电流表的示数为零，电压表的示数接近电源电压，请你帮小明分析电路的故障可能是______．排除故障后，小明继续实验，根据记录到灯泡L的电压和电流的数据，绘制成电压和电流的关系图象如图丁所示，小灯泡的额定电压为______V．（4）小明发现，如果小灯泡的额定电压和电阻R已知，在原有器材中去掉电流表，也可完成“测量小灯泡的额定功率”的实验．请在虚线框内画出他设计的电路图，并写出实验步骤及测定额定功率的表达式．实验步骤：______表达式：P=______．





Answer 1

（1）滑动变阻器在使用时，其解法必须是一上一下；如下图：

（2）据图可知，电压表选的是大量程，故分度值是0.5V，所以此时电压表的示数是5V；故此时分析表格中的数据可以看出，电阻一定时，导体中的电流与导体两端的电压成正比，且此时的电阻是：据I=

U

R

可得：R=

U

I

=

2V

0.2A

=10Ω；
（3）分析题目可知，此时电流表无示数，即表明是断路，但电压表有示数，即表明此时电压表测量的是电源电压，故分析可得是由于小灯泡断路造成的；
据小灯泡的额定功率为1W的，结合图象，利用公式P=UI可得出，小灯泡的电流是0.4A，即电压为2.5V时正常工作，故其额定电压为2.5V；
（4）此题中没有电流表，故需要让定值电阻的电流和小灯泡的电流相等，故将其串联，其变阻器和它们也是串联的，但开关的位置是不同的：
如下图：

闭合开关S₁，调节滑动变阻器的滑片P，使电压表的示数为小灯泡的额定电压U₁；断开S₁，闭合S₂，记录电压表的示数U₂．故此时R的电压是U=UU₂U-UU₁；故通过R的电流是：I=

U2?U1

R

；故灯泡的额定功率是：P=UI=U1

U2?U1

R

．
故答案为：（1）见上图；（2）电阻一定时，导体中的电流与导体两端的电压成正比；10；（3）灯泡L所在支路断路；2.5；（4）闭合开关S₁，调节滑动变阻器的滑片P，使电压表的示数为小灯泡的额定电压U₁；断开S₁，记录
电压表的示数U₂；U1

U2?U1

R

．