【正文】 （ 4）由以上分析知，實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)保持定值電阻兩端的電壓為 2V 不變，變阻器分得的電壓 U 滑 =﹣ 2V=，根據(jù)分壓原理， ，即 ，變阻器連入電路中阻值為 R 滑 =25Ω＞ 20Ω，即為變阻器的最大阻值至少為 25Ω，變阻器最大電阻太?。? 故答案為：（ 1）見(jiàn)上圖； （ 2）保持電壓表示數(shù)不變； （ 3） ；右； ； （ 4）變阻器最大電阻太?。? 【點(diǎn)評(píng)】 探究電流與電阻的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中，要注意保持電阻兩端的電壓不變，本題考查了電路的連接、電流表的讀數(shù)及定值電阻的選 擇，（ 4）是該題的難點(diǎn)，關(guān)鍵要注意電阻的阻值越大，所需變阻器的阻值越大． 21．在測(cè)定額定電壓為 的小燈泡（電阻約為 10Ω）額定功率的實(shí)驗(yàn)中，小許連接了如圖甲所示的電路，電源的電壓為 6V 且保持不變． （ 1）請(qǐng)將實(shí)物電路圖連接完整（要求滑動(dòng)變阻器的滑片向左移動(dòng)時(shí)小燈泡變亮）． （ 2）在連接電路時(shí)，開(kāi)頭必須 斷開(kāi) ．若有規(guī)格分別為 “5Ω 1A”、 “10Ω ”和 “15Ω ”三個(gè)滑動(dòng)變阻器可供選擇，則應(yīng)選擇滑動(dòng)變阻器 連入電路，才能保證實(shí)驗(yàn)順利進(jìn)行． （ 3）在實(shí)驗(yàn)中，若 電壓表示數(shù)為 2V，則小燈泡的實(shí)際功率 小于 （填 “大于 ”、“等于 ”或 “小于 ”）額定功率；為了測(cè)定小燈泡的額定功率，必須將滑片 P 向 A （填 “A”或 “B”）端移動(dòng)，使小燈泡正常發(fā)光，此時(shí)電流表示數(shù)如圖乙所示，則小燈泡的額定功率為 W． （ 4）小許根據(jù)測(cè)量小燈泡實(shí)際功率的多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，作出了 I﹣ U 圖象，如圖丙所示．結(jié)果發(fā)現(xiàn)圖象不是直線，這是因?yàn)? 燈絲電阻隨溫度的升高而增大 ． 【考點(diǎn)】 電功率的測(cè)量． 【分析】 （ 1）根據(jù)燈泡額定電壓確定電壓表量程，滑動(dòng)變阻器的滑片向左移動(dòng)時(shí)小燈變亮，說(shuō)明滑動(dòng)變阻器使用 左半段電阻絲，滑動(dòng)變阻器應(yīng)接左下接線柱，把燈泡與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)接入電路，電壓表與燈泡并聯(lián)，即可完成電路連接． （ 2）連接電路時(shí)，開(kāi)關(guān)要斷開(kāi)；由串聯(lián)電路特點(diǎn)及歐姆定律求出燈泡正常發(fā)光時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值，然后根據(jù)該阻值選擇滑動(dòng)變阻器． （ 3）燈泡在額定電壓下的功率等于額定功率，由電功率公式 P= 可知燈泡兩端的電壓越小，燈泡的實(shí)際功率越?。? 燈泡電壓小于額定電壓，為使燈泡正常發(fā)光，應(yīng)移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片使滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值減小，使燈泡電壓變大，根據(jù)滑動(dòng)變阻器的接法判斷滑片的移動(dòng)方向；當(dāng)燈泡電壓等于額定 電壓時(shí)，燈泡正常發(fā)光；由電功率公式 P=UI 可以求出燈泡電功率． （ 4）燈泡的燈絲會(huì)隨溫度的變化而改變，這是造成電流與電壓不成正比的真正原因． 【解答】 解：（ 1）燈泡額定電壓是 電壓表應(yīng)選 0～ 15V 量程，滑動(dòng)變阻器接左下接線柱，燈泡與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)接入電路，電壓表與燈泡并聯(lián)，電路圖如圖所示． （ 2 ） 在 連 接 電 路 時(shí) ， 開(kāi) 關(guān) 必 須 斷 開(kāi) ； 燈 泡 正 常 發(fā) 光 時(shí) 電 路 電 流I= = =，此時(shí)滑動(dòng)變阻器兩端電壓 U 滑 =U﹣ UL=6V﹣ =， 由 I= 得：滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值 R 滑 = = ≈ ＞ 5Ω，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選 10Ω ． （ 3）電壓表示數(shù) 2V 小于燈泡額定電壓 ，由電功率公式 P= 可知燈泡實(shí)際功率小于燈泡額定功率； 由電路圖可知，應(yīng)向 A 移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片，使滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值變小，燈泡兩端的電壓變大，當(dāng)電壓表示數(shù)等于燈泡額定電壓 時(shí)，燈泡正常發(fā)光，燈泡的額定功率 P=UI= =； （ 4）圖線彎曲說(shuō)明小燈泡的電流與其兩端的電壓不成正比，即燈泡的電阻值是變化的，不是定值，這是因?yàn)闊艚z電阻隨溫度升高而增大，燈泡兩端電壓越大， 通過(guò)燈的電流越大，燈泡 的實(shí)際功率越大，燈絲溫度越高，電阻越大，所以圖線不是直線． 故答案為：（ 1）見(jiàn)上圖；（ 2）斷開(kāi)； 10Ω ．（ 3）小于； A； ； ；（ 4）燈絲電阻隨溫度的升高而增大． 【點(diǎn)評(píng)】 本題考查了實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)、連接實(shí)物電路圖、滑動(dòng)變阻器的選擇、電路故障分析、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理、滑動(dòng)變阻器的作用等，是實(shí)驗(yàn)的常考問(wèn)題，一定要掌握；連接實(shí)物電路圖時(shí)，要注意電表量程的選擇，注意題目要求． 四、綜合運(yùn)用題 22．某校物理課外活動(dòng)小組的同學(xué)對(duì)兩個(gè)定值電阻 R1R2 和一個(gè)滑動(dòng)變阻器 R3 的阻值進(jìn)行測(cè)定，將這些元件連接成 的電路如圖 B 所示．閉合 S1，斷開(kāi) S2，將滑動(dòng)變阻器的阻值調(diào)到最大時(shí)，電流表的示數(shù)是 ，電壓表的示數(shù)是 2V．若將S S2 都閉合，將滑動(dòng)變阻器的阻值調(diào)到零時(shí)，電壓表的示數(shù)是 6V，電流表的示數(shù)是 ．求： （ 1）定值電阻 R1 的阻值多大？ （ 2）滑動(dòng)變阻器的最大阻值多大？ （ 3）定值電阻 R2 的阻值多大？ 【考點(diǎn)】 歐姆定律的應(yīng)用． 【分析】 先畫(huà)出兩種情況的等效電路圖： （ 1）當(dāng)閉合開(kāi)關(guān) S斷開(kāi) S2 時(shí)， R1 與滑動(dòng)變阻器的最大阻值串聯(lián)，電壓表測(cè)R1 兩端的電壓，電流表測(cè)電路中的電流，根據(jù)歐姆定律求出定值電 阻 R1 的阻值． （ 2）當(dāng)開(kāi)關(guān) S S2 都閉合，滑動(dòng)變阻器的滑片調(diào)到阻值為零處時(shí)， R R2 并聯(lián)，電壓表測(cè)電源的電壓，根據(jù)電壓表的示數(shù)可知電源的電壓；因電源的電壓不變，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出當(dāng)閉合開(kāi)關(guān) S斷開(kāi) S2 時(shí)，滑動(dòng)變阻器最大阻值兩端的電壓，根據(jù)歐姆定律求出滑動(dòng)變阻器的最大阻值． （ 3）根據(jù)歐姆定律求出通過(guò) R1 的電流，再根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點(diǎn)求出通過(guò) R2的電流，利用歐姆定律求出定值電阻 R2 的電阻． 【解答】 解：當(dāng)閉合開(kāi)關(guān) S1，斷開(kāi) S2，等效電路圖如圖 1 示； 當(dāng)將開(kāi)關(guān) S S2 都閉合，等效電路圖如圖 2 示； （ 1）由圖 1 可得，定值電阻 R1 的阻值為： ∵ I= ， ∴ 電阻 R1= = =10Ω． （ 2）由圖 2 可知電源的電壓 U=6V， 由圖 1 可知滑動(dòng)變阻器最大阻值兩端的電壓 U 滑 =U﹣ U1=6V﹣ 2V=4V， ∵ I= ， ∴ 滑動(dòng)變阻器的最大阻值 R= = =20Ω． （ 3）由圖 2 可得： I1= = =， I2=I﹣ I1=﹣ =， ∵ I= ， ∴ R2= = =20Ω． 答：（ 1）定值電阻 R1 的阻值 10Ω； （ 2）滑動(dòng)變阻器的最大阻值為 20Ω； （ 3）定值電阻 R2 的電阻為 20Ω． 【點(diǎn)評(píng) 】 本題考查了串聯(lián)電路、并聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律的應(yīng)用，關(guān)鍵是開(kāi)關(guān)閉合、斷開(kāi)時(shí)電路連接方式的辨別和電壓表所測(cè)電路元件的判斷． 23．小強(qiáng)家買(mǎi)了一個(gè)自動(dòng)電熱水壺，其銘牌如下表，小強(qiáng)裝了 1L 的水，加熱 6min后把水燒開(kāi)，水壺自動(dòng)斷電．已知大氣壓為 1 個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，家庭電路電壓為220V，電熱水壺的電阻不變，水的初溫為 20℃ ， c 水 = 103J/（ kg?℃ ）， ρ 水 = 103kg/m3．求： （ 1）這壺水吸收的熱量； （ 2）電熱水壺的熱效率； （ 3）在用電高峰期，電路中的實(shí)際電壓降為 198V 時(shí)，電熱水壺的 實(shí)際功率． 自動(dòng)電熱水壺 型號(hào) WL100F 電源 220V 50Hz 額定功率 1100W 容量 1L 【考點(diǎn)】 電功與熱量的綜合計(jì)算． 【分析】 （ 1）由 m=ρV 計(jì)算出水的質(zhì)量，根據(jù) Q=cm△ t 計(jì)算水吸收的熱量； （ 2）根據(jù) W=Pt 計(jì)算出電熱水壺消耗的電能，由 η= 計(jì)算出熱效率； （ 3）根據(jù) R= 得出電熱水壺的電阻，由 P= 可計(jì)算得水壺的實(shí)際電功率． 【解答】 解：（ 1）由 ρ= 得，水的質(zhì)量： m=ρ 水 V= 103kg/m3 1 10﹣ 3m3=1kg； 水升高到 100℃ 吸收的熱量： Q 吸 =cm△ t= 103J/（ kg?℃ ） 1kg （ 100℃ ﹣ 20℃ ） = 105J； （ 2）由 P= 得，電熱水壺在 6min 消耗的電能為： W=Pt=1100W 6 60s= 105J； 電熱水壺的熱效率為： η= 100%= 100%≈ %． （ 3）由 P=UI= 得，電熱水壺的電阻： R= = =44Ω 當(dāng)電壓為 198V 時(shí)，實(shí)際功率為： P′= = =891W． 答：（ 1）這壺水吸收的熱量為 105J； （ 2）電 熱水壺的熱效率 %； （ 3）電路中的實(shí)際電壓降為 198V 時(shí)，電熱水壺的實(shí)際功率為 891W． 【點(diǎn)評(píng)】 本題是電熱綜合題目，主要考查了熱量、電功及熱效率的計(jì)算，解決此類題目，關(guān)鍵能夠掌握相關(guān)的公式，搞清題目中的有用能量和總能量，正確計(jì)算出效率． 五．設(shè)計(jì)題 24．轎車(chē)儀表盤(pán)上都有一個(gè)用來(lái)提醒司機(jī)車(chē)門(mén)是否關(guān)好的指示燈，小明通過(guò)對(duì)自家的轎車(chē)研究發(fā)現(xiàn)：每個(gè)車(chē)門(mén)各控制一個(gè)開(kāi)關(guān)，當(dāng)車(chē)門(mén)關(guān)好時(shí)，將控制的開(kāi)關(guān)斷開(kāi)；車(chē)門(mén)未關(guān)或未關(guān)好，所控制的開(kāi)關(guān)閉合．研究還發(fā)現(xiàn)四個(gè)車(chē)門(mén)中任意一個(gè)車(chē)門(mén)未關(guān)或未關(guān)好，該指示燈都會(huì)發(fā)光，如 圖所示．根據(jù)小明的研究，請(qǐng)你幫小明在方框內(nèi)畫(huà)出此功能的電路圖．（圖中已畫(huà)出電源及對(duì)指示燈起保護(hù)作用的分壓限流電阻，請(qǐng)補(bǔ)畫(huà)出指示燈及四個(gè)開(kāi)關(guān)．） 【考點(diǎn)】 串、并聯(lián)電路的設(shè)計(jì)． 【分析】 四個(gè)車(chē)門(mén)中任意一個(gè)車(chē)門(mén)未關(guān)或未關(guān)好即開(kāi)關(guān)斷開(kāi)該指示燈都會(huì)發(fā)光說(shuō)明四個(gè)開(kāi)關(guān)獨(dú)立工作、互不影響即為并聯(lián)，且燈泡位于干路． 【解答】 解：由題意可知，燈泡位于干路，四個(gè)開(kāi)關(guān)并聯(lián)后接入電路，如下圖所示： 【點(diǎn)評(píng)】 根據(jù)題意得出四個(gè)開(kāi)關(guān)和燈泡的連接方式是解決本題的關(guān)鍵．