试题

某实验小组利用如图甲所示电路进行如下的实验研究．

（1）断开S₃，闭合S₁、S₂，调节滑动变阻器，由电压表和电流表的测量数据绘制成如图乙的U-I关系图象．根据图象分析，可计算出电阻R=Ω；
（2）断开S₂，闭合S₁、S₃，调节滑动变阻器，测量灯泡L两端的电压和通过的电流，根据测量数据绘制成如图丙的U-I关系图象．由图象分析，当电压表示数为1.5V时，灯泡L的电阻R_L；若灯泡L的额定电压为2.5V，小灯的额定电功率为；
（3）由图乙得到结论：．
（4）闭合S₁、S₂和S₃，调节滑动变阻器，当电压表示数为2V时，电流表的示数是；
（5）如果将该灯泡和电阻串联地接在2.5V的电源上，灯泡中的电流是．

解：（1）由乙图象可知，当电阻R两端的电压为U_R=1V，对应的电流为I_R=0.1A，
根据欧姆定律可得，定值电阻R的阻值为：
R=

UR

IR

=

1V

0.1A

=10Ω；
（2）由图象丙可知，当灯泡两端的电压为U_L=1.5V时，通过灯泡的电流越为I_L=0.3A，
此时灯泡的电阻：
R_L=

UL

IL

=

1.5V

0.3A

=5Ω；
当灯泡L的额定电压U_额=2.5V，通过灯泡的电流越为I_额=0.35A
灯泡的额定功率为P_额=U_额I_额=2.5V×0.35A=0.875WW．
（3）由乙图象可知，电流随电压变化，且比值不变，故可得出：电阻一定时，电阻中的电流跟它两端的电压成正比；
（4）闭合S₁、S₂和S₃时，灯泡L与定值电阻R并联后与滑动变阻器串联，电流表测干路中的电流，
∵并联电路中各支路两端的电压相等，
∴电压表的示数为2V时，灯泡L和定值电阻R两端的电压均为2V，
由图象可知，通过灯泡的电流I_L′=0.325A，通过定值电阻R的电流I_R′=0.2A，
∵并联电路中干路电流等于各支路电流之和，
∴此时电流表的示数：
I=I_L′+I_R′=0.325A+0.2A=0.525A；
（4）∵串联电路中各处的电流相等，且总电压等于各分电压之和，
∴由图象可知，当电路中的电流为0.2A时，灯泡两端的电压为0.5V，电阻两端的电压为2V时符合，则通过灯泡的电流为0.2A．
故答案为：（1）10；（2）5Ω；0.875W；（3）电阻一定时，电阻中的电流跟它两端的电压成正比；（4）0.525A；（5）0.2A．