Question

8．探究導體的電流與電阻的關系．

【實驗器材】電源（電壓恒為3V），電流表、電壓表各一只，開關一個，三個定值電阻（5Ω、10Ω、20Ω），兩個滑動變阻器（甲：l0Ω   2A；乙：20Ω    1A），導線若干．
【設計并進行實驗】實驗中兩位同學商定電壓表的示數保持2.5V不變．
（1）請你為他們選定一個合適的滑動變阻器：甲（選填“甲”或“乙”）．
（2）請你用筆畫線代替導線把圖的滑動變阻器正確接入電路中．
（3）小勇選用5Ω的電阻完成了實驗，記錄相關數據后斷開開關．小明同學選用10Ω的電阻重新組裝電路后，閉合開關，發現電壓表的示數大于（選填“大于”、“小于”或“等于”）2V，此時 他應該移動滑動變阻器的滑片，直到電壓表示數為2.5V，讀取相關數據，完成實驗．
【實驗拓展】他們又找到一個額定電壓為2.5V的 小燈泡，測量這個小燈泡的額定功率．實驗時，要使小燈泡正常發光，應移動滑動變阻器的滑片使電壓表的示數為2.5V，此時電流表的示數如圖所示，在電流表讀數方面，小勇和小明有了分歧，并且請了老師來幫忙讀數．為此他們獲得了三組數據，并進行了數據處理，如下表：

	電壓表示數/V	電流示數/A	額定功率/W
小勇	2.5	0.319	0.798
小明	2.5	0.320	0.800
老師	2.5	0.318	0.795

在記錄小燈泡的額定功率時，他們采用的方法是：p=$\frac{0.798W+0.800W+0.795W}{3}$=0.798W，正確（選填“正確”或“不正確”），其理由是多次測量求平均值可以減小誤差．

Answer 1

分析 （1）由串聯電路電壓的特點結合分壓原理確定變阻器的連入電路中的最小阻值；
（2）變阻器接線柱接一上一下的方法與開關和定值電阻串聯接入電路；
（3）根據分壓原理確定電壓表示數的大小范圍；研究電流與電阻的關系時，應控制電阻的電壓不變；燈
在額定電壓下的功率為額定功率，多次測量取平均值可減小誤差．

解答 解：【設計并進行實驗】
（1）電源電壓為3V，電壓表示數保持2.5V不變，則變阻器要分去3V-2.5V=0.5V的電壓，根據分壓原理，變阻器連入電路中的阻值為定值電阻的$\frac{0.5V}{2.5V}=\frac{1}{5}$，當定值電阻為20Ω，則變阻器的阻值至少為$\frac{1}{5}$×20Ω=4Ω，故選
“l0Ω   2A”的甲變阻器即可；
（2）變阻器接線柱接一上一下的方法與開關和定值電阻串聯接入電路中，如下圖所示：

（3）小勇選用5Ω的電阻完成了實驗（此時電壓表示數為2.5V），記錄相關數據后斷開開關．當小明同學選用
10Ω的電阻重新組裝電路后，閉合開關，根據分壓原理，定值電阻的電壓大于2.5V，為控制電壓大小不變，應移動變阻器的滑片，直到電壓表示數為2.5V；
【實驗拓展】燈在額定電壓下的功率為額定功率，要使小燈泡正常發光，應移動滑動變阻器的滑片使電壓表的示數為2.5V；在燈的電壓均額定電壓的前提下，在電流表讀數方面，他們獲得了三組數據，分別求出對應的功率，因多次測量取平均值可減小誤差，所以，他們的方法是正確的．
故答案為：（1）甲；（2）如上圖所示；（3）大于；移動變阻器的滑片；2.5；
正確；多次測量取平均值可減小誤差．

點評 本題探究導體的電流與電阻的關系，主要考查電路的連接、器材的選擇、操作過程控制變量法的運用，同時也考查了測電功率實驗數據的處理方法，綜合性較強．