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專項(xiàng)突破三　伏安法實(shí)驗(yàn) (時(shí)間：90分鐘　分值：118分) 一、探究電流與電壓、電阻的關(guān)系 1. (xx巴中)(7分)在探究“電流與電阻關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中， 設(shè)計(jì)的實(shí)物電路如圖． 第1題圖 (1)用筆畫線代替導(dǎo)線，將實(shí)物圖連接完整(要求：①滑片向右移動(dòng)，電流表示數(shù)變大；②連線不允許交叉)． (2)某同學(xué)連好最后一根導(dǎo)線發(fā)現(xiàn)兩表均有示數(shù)，造成這一現(xiàn)象的原因可能是________________________________________________________________________． (3)實(shí)驗(yàn)時(shí)，首先接入的是5 Ω電阻，當(dāng)滑片移動(dòng)到某一位置時(shí)，電流表示數(shù)為0.5 A，記下兩表讀數(shù)；接下來換用10 Ω電阻繼續(xù)實(shí)驗(yàn)，須向________(選填“左”或“右”)移動(dòng)滑片，同時(shí)眼睛注視________(選填“電壓表”或“電流表”)，直到其示數(shù)為________時(shí)，記下電流表示數(shù)． (4)換用其他電阻進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，得到多組數(shù)據(jù)，通過分析數(shù)據(jù)，能得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是，當(dāng)電壓一定時(shí)，通過電阻的電流與電阻成________比． 2. (xx鄂爾多斯)(7分)小亮在探究“電流和電阻的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，用到了如下器材：兩節(jié)干電池、滑動(dòng)變阻器、電流表、電壓表、開關(guān)、定值電阻R(5 Ω、10 Ω、15 Ω、20 Ω、25 Ω)、導(dǎo)線若干，小亮在實(shí)驗(yàn)時(shí)連接的電路如圖甲所示． 第2題圖 (1)請用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖甲中的實(shí)物連接完整． (2)本實(shí)驗(yàn)中滑動(dòng)變阻器起到保護(hù)電路元件安全和______________________的作用． (3)小亮連好電路后繼續(xù)操作，請將以下步驟按正確順序排列________．(填選項(xiàng)前字母) A. 斷開開關(guān)，換接其他定值電阻，繼續(xù)實(shí)驗(yàn) B. 將滑動(dòng)變阻器的滑片P置于阻值最大的位置，閉合開關(guān) C. 記下電流表示數(shù) D. 調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使電壓表示數(shù)保持某值不變 (4)根據(jù)多次測量數(shù)據(jù)，描繪出電流隨電阻變化的曲線如圖乙所示．由此得出的結(jié)論是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________. (5)由圖像可知，定值電阻兩端的電壓為________V. (6)在本實(shí)驗(yàn)中，既要維持上述電壓表的示數(shù)不變，又不能改變上述電流表的量程，________(選填“能”或“不能”)接入4.5 Ω的定值電阻進(jìn)行實(shí)驗(yàn)． 3. (8分)小雨按圖甲所示的電路“探究電流與電壓的關(guān)系”． 第3題圖 (1)根據(jù)圖甲，將圖乙中的實(shí)物電路連接完整． (2)正確連接電路后，閉合開關(guān)，若發(fā)現(xiàn)電流表和電壓表的示數(shù)都很大，小雨在實(shí)驗(yàn)操作上存在的問題是__________________________________；解決問題后，小雨移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，發(fā)現(xiàn)電流表的示數(shù)如圖丙所示，其示數(shù)為________A. (3)調(diào)節(jié)變阻器的滑片，不同情況下電流表和電壓表的示數(shù)記錄如下，分析表中的數(shù)據(jù)可得出的結(jié)論是：____________________________________；此電阻的阻值為________Ω. 實(shí)驗(yàn)序號 1 2 3 電壓U/V 1 2 3 電流I/A 0.1 0.2 0.3 (4)為了使上述實(shí)驗(yàn)結(jié)論更具有普遍性，你認(rèn)為還應(yīng)進(jìn)行下列的哪一項(xiàng)操作？________． A. 換用電壓不同的電源再做實(shí)驗(yàn) B. 換用阻值不同的電阻再做實(shí)驗(yàn) (5)現(xiàn)將圖乙中的電阻R換成一個(gè)額定電壓為3.8 V、阻值約為10 Ω的小燈泡，若要測出該小燈泡的額定功率，則原實(shí)驗(yàn)電路中必須更換的器材是____________． 4. (xx河南)(7分)在“探究電流與電阻的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，小強(qiáng)選用了4 Ω、8 Ω、10 Ω、20 Ω四個(gè)定值電阻，電源電壓恒為3 V. (1)請按圖甲所示的電路圖，將實(shí)物圖乙連接完整． 第4題圖 (2)閉合開關(guān)試觸時(shí)，發(fā)現(xiàn)電流表無示數(shù)，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，電壓表示數(shù)始終接近電源電壓，造成這一現(xiàn)象的原因可能是________________． (3)排除電路故障后，閉合開關(guān)，移動(dòng)滑片，當(dāng)選用4 Ω的電阻時(shí)，電流表示數(shù)如圖丙所示，記為________A；以后每更換一個(gè)阻值更大的電阻后，閉合開關(guān)，應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片向________(選填“A”或“B”)端移動(dòng)，使電壓表的示數(shù)__________，同時(shí)記下對應(yīng)的電流值． 第4題圖丁 (4)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，小強(qiáng)作出了如圖丁所示的I－R圖像，由于此圖線為曲線，小強(qiáng)認(rèn)為不便直觀判斷I與R的定量關(guān)系，于是對圖像中的坐標(biāo)進(jìn)行了巧妙變換，從而直觀判斷出了I與R的關(guān)系．你認(rèn)為小強(qiáng)的改進(jìn)方法是：______________________________________． 5. (xx岳陽)(7分)小明利用如圖實(shí)驗(yàn)裝置探究“電流跟電壓的關(guān)系”，電源電壓恒為3 V，電阻R阻值為5 Ω，滑動(dòng)變阻器標(biāo)有“20 Ω　1 A”字樣． 第5題圖 實(shí)驗(yàn)組次 1 2 3 4 5 電壓U/V 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 電流I/A 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 (1)請用筆畫線代替導(dǎo)線將圖中實(shí)物電路連接完整； (2)剛連完最后一根導(dǎo)線，發(fā)現(xiàn)兩電表指針立即發(fā)生偏轉(zhuǎn)，其原因可能是________(只填序號)； A. 開關(guān)未斷開 B. 滑動(dòng)變阻器短路 C. 電阻R斷路 (3)解決問題后，閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，小明得到五組數(shù)據(jù)(如上表)： ①獲得第3組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)后，要想得到第4組數(shù)據(jù)，應(yīng)將滑片P向變阻器________(選填“A”或“B”)端移動(dòng)； ②分析論證時(shí)，同組小麗通過計(jì)算，認(rèn)為表中有一組數(shù)據(jù)可能是錯(cuò)誤的，請指出她認(rèn)為錯(cuò)誤數(shù)據(jù)的組次及原因：_________________________________________________________； ③排除錯(cuò)誤數(shù)據(jù)后，分析可得：電阻一定時(shí)，導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓成________比． 6. (xx原創(chuàng))(8分)小華利用如圖甲所示的電路進(jìn)行“探究通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端電壓關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)． 第6題圖 (1)請?jiān)趫D乙中用筆畫線代替導(dǎo)線連接好實(shí)驗(yàn)電路圖． (2)閉合開關(guān)前，滑片P應(yīng)移到滑動(dòng)變阻器的________端(選填“a”或“b”)，目的是為了________________(寫出一種即可)． (3)閉合開關(guān)，當(dāng)滑片P移到某一位置時(shí)，觀察到電壓表的示數(shù)為2 V，電流表的示數(shù)如圖丙所示，則R的阻值是________Ω. (4)實(shí)驗(yàn)中小華通過多次移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，并記錄電流表和電壓表的示數(shù)，繪制出如圖丁中a所示的圖像，根據(jù)圖像可得，在電阻一定時(shí)，通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成________，這個(gè)實(shí)驗(yàn)過程運(yùn)用的主要實(shí)驗(yàn)方法是________________________________________________________________________． (5)將電阻換成小燈泡，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，繪制出如圖丁中b所示的圖像，根據(jù)圖像可得，當(dāng)燈泡兩端的電壓變小時(shí)，通過燈絲的電流變小，燈絲的電阻________(選填“變小”“不變”或“變大”)． 7. (xx宜賓)(8分)小明探究“通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端電壓的關(guān)系”時(shí)，使用的器材如圖甲所示．電源電壓不變，R為定值電阻． 第7題圖 (1)請用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖中的電路連接完整．(要求導(dǎo)線不交叉) (2)由于導(dǎo)線中的電流可能與兩端的電壓和導(dǎo)體的電阻都有關(guān)系，所以，在本次實(shí)驗(yàn)中應(yīng)該保持________不變；變阻器的作用除了保護(hù)電路外，還起到____________________________的作用． (3)連接電路時(shí)，開關(guān)應(yīng)該________，合上開關(guān)前，變阻器滑片P應(yīng)該處于圖中________端(選填“C”或“D”)． (4)某次實(shí)驗(yàn)電壓表示數(shù)如圖乙所示，電壓為________V. (5)通過實(shí)驗(yàn)，他得到如圖丙所示的I－U圖像，根據(jù)此圖像，他初步得到實(shí)驗(yàn)結(jié)論：導(dǎo)體的電阻一定時(shí)，導(dǎo)體中的電流與該導(dǎo)體兩端的電壓成________． 二、伏安法測電阻 8. (xx牡丹江)(8分)在測量導(dǎo)體電阻的實(shí)驗(yàn)中，小明連接的電路如圖甲所示，所測的電阻約為10 Ω. 第8題圖 (1)請用筆畫線代替導(dǎo)線將電路連接完整． (2)閉合開關(guān)前，應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片調(diào)到______端(選填“左”或“右”)．小明發(fā)現(xiàn)電流表的指針指在反向偏轉(zhuǎn)的位置上，原因是________________________________． (3)糾正錯(cuò)誤后閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，當(dāng)電壓表示數(shù)是2.2 V時(shí)，電流表示數(shù)如圖乙所示，此時(shí)電路中的電流是________A，所測電阻的阻值是________Ω. (4)測出一組數(shù)據(jù)后，小明發(fā)現(xiàn)電流表指針一直抖動(dòng)，無法穩(wěn)定．思考之后，他拆下電流表，利用剩下的器材也完成了實(shí)驗(yàn)．請?jiān)诜娇騼?nèi)畫出小明的電路圖． 9. (xx原創(chuàng))(8分)小明用圖甲的電路圖測量“小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻”，電源電壓為4.5 V，小燈泡的額定電壓為3.8 V. 第9題圖 (1)測小燈泡電阻的實(shí)驗(yàn)原理是__________． (2)請你用筆畫線代替導(dǎo)線，根據(jù)圖甲將圖乙中的實(shí)物電路連接完整． (3)連接好電路，閉合開關(guān)，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，發(fā)現(xiàn)小燈泡始終不亮，電壓表有示數(shù)，電流表無示數(shù)，則故障可能是________________． (4)正確連接電路后，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，小燈泡正常發(fā)光時(shí)，電流表的指針如圖丙所示，其示數(shù)是________A ，小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻是________Ω. (5)下列圖像中有關(guān)小燈泡的U－I或I－R圖像可能正確的是________． (6)小明想在上述實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，探究“燈泡的電流跟燈泡兩端電壓的關(guān)系”，當(dāng)測量多組小燈泡兩端電壓和電流的數(shù)據(jù)后，發(fā)現(xiàn)電流與電壓不成正比，原因是________________________________________________________________________． 10. (xx來賓節(jié)選)(6分)在做“測量小燈泡的電阻”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，小明選用了電壓為6 V的電源，額定電壓為3.8 V的小燈泡和其他合適的器材，并連接了部分實(shí)驗(yàn)電路，如圖所示． 第10題圖 (1)為了完成實(shí)驗(yàn)，請你幫他用筆畫線代替導(dǎo)線將電路連接完整(要求導(dǎo)線不能交叉，滑動(dòng)變阻器的滑片向右移動(dòng)時(shí)電流表示數(shù)變小)； (2)電路連接好后，在閉合開關(guān)前，應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片P移到________(選填“A端”或“B端”)； (3)當(dāng)閉合開關(guān)，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片時(shí)，燈絲突然燒斷，此時(shí)電壓表的示數(shù)________(選填“變大”“變小”或“不變”)． (4)換相同規(guī)格的燈泡，重新實(shí)驗(yàn)并記錄數(shù)據(jù)如下表： 電壓/V 2.0 2.5 2.8 3.0 3.2 3.5 電流/A 0.40 0.48 0.53 0.56 0.58 0.61 電阻/Ω 5.0 5.2 5.3 5.4 5.5 5.7 平均電阻/Ω 5.4 根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，小明確定平均電阻就是小燈泡的電阻，你認(rèn)為這種做法合理嗎？________(選填“合理”或“不合理”)，你的理由是________________________________． 11. (xx原創(chuàng))(8分)小洲在做“用伏安法測量某定值電阻Rx的阻值”的實(shí)驗(yàn)： 第11題圖 (1)請你按照圖甲所示的電路圖，以筆畫線代替導(dǎo)線，將圖乙未連接好的電路連接完整. (2)閉合開關(guān)后，電流表和電壓表均無示數(shù)，假設(shè)只有一處故障，則電路故障可能是________________________________________________________________________． (3)排除故障后，閉合開關(guān)移動(dòng)滑片，當(dāng)電壓表示數(shù)為1.6 V時(shí)電流表示數(shù)如圖丙所示，這時(shí)電流表的讀數(shù)為________A , 則未知電阻的阻值是________Ω. (4)多次測量可以減小實(shí)驗(yàn)的誤差，如果三次測量的電壓值分別是U1、U2、U3，相應(yīng)的電流值分別為I1、I2、I3，則電阻Rx＝____________．(用已知物理量表示) (5)實(shí)驗(yàn)時(shí)電壓表壞了，小洲同學(xué)又設(shè)計(jì)了圖丁的測量方案：先將S接到a，讀出電流表的示數(shù)I1；再將S接到b，讀出電流表的I2；由I1R0＝I2Rx可得Rx＝.小美同學(xué)認(rèn)為這一方案不對，請你幫小美說明該方案存在的問題：______________________________________________________；并給小洲同學(xué)一個(gè)簡單的修改建議：__________________________． 12. (xx廣元)(4分)小琳想知道一只標(biāo)明“220 V　40 W”白熾燈不發(fā)光時(shí)的燈絲電阻有多大，她設(shè)計(jì)了圖甲所示電路原理圖，并找來器材動(dòng)手實(shí)驗(yàn)． 第12題圖 (1)按圖甲連接電路，檢查無誤后閉合開關(guān)S，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R，電壓表和電流表的示數(shù)分別如圖乙、丙所示，此時(shí)燈絲電阻為________Ω. (2)小琳設(shè)想如果沒有電壓表，能否再找一只電流表和一個(gè)定值電阻來代替電壓表，于是她設(shè)計(jì)了如圖丁所示電路原理圖(R0為阻值已知的定值電阻)，連接電路并檢查無誤后閉合開關(guān)S，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R，當(dāng)電流表、示數(shù)分別為I1、I2時(shí)，燈絲電阻RL＝________(用R0、I1、I2表示測量結(jié)果)． (3)小琳用公式R＝計(jì)算出燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻為1 210 Ω，比(1)中測量的電阻大得多，請你幫助小琳給出合理解釋：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________. (4)小琳根據(jù)圖乙和丙的示數(shù)，計(jì)算了此時(shí)燈泡實(shí)際消耗的電功率與燈泡額定功率相差________W. 13. (xx百色)(8分)小明用“伏安法”測量一個(gè)定值電阻Rx的阻值(約為20 Ω左右)．實(shí)驗(yàn)器材有：定值電阻Rx、電壓表(量程0～3 V和0～15 V)、電流表(量程0～0.6 A和0～3 A)、滑動(dòng)變阻器(20 Ω　1 A)、開關(guān)、學(xué)生電源各一個(gè)，導(dǎo)線若干． 第13題圖 (1)“伏安法”測電阻的原理是______________； (2)如圖甲所示是“伏安法”測電阻的實(shí)驗(yàn)電路圖，圖中甲、乙兩個(gè)電表，其中甲為________表； (3)本實(shí)驗(yàn)電源電壓選用12 V，電壓表應(yīng)選用________量程，電流表選用0～0.6 A量程；連接如圖乙所示的電流表時(shí)，應(yīng)使電流從“______”接線柱流入電流表； (4)閉合開關(guān)后，發(fā)現(xiàn)電壓表的示數(shù)約為6 V，電流表示數(shù)為零；移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片，電壓表示數(shù)有明顯變化，但電流表示數(shù)始終為零，則發(fā)生故障的元件是____________； (5)排除故障后，接通電路，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片，當(dāng)電流表的示數(shù)如圖乙所示時(shí)，通過電阻Rx的電流大小是________ A； (6)經(jīng)多次測量，小明由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制得如圖丙所示的U－I圖像，由圖像可知：電阻Rx＝________Ω(保留1位小數(shù))； (7)在物理實(shí)驗(yàn)中，經(jīng)常要對物理量進(jìn)行多次測量，下列實(shí)驗(yàn)與本次實(shí)驗(yàn)進(jìn)行多次測量的目的相同的是________(填序號)． A. 用刻度尺測量物理課本的長與寬 B. 探究杠桿的平衡條件 C. 測量小燈泡的電功率 三、測量小燈泡的電功率 14. (xx樂山)(8分)某實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)用甲圖所示器材測量小燈泡的電功率. 已知電源電壓恒為6 V不變，待測燈泡的額定電壓為3.8 V，額定功率估計(jì)為1.2 W左右． 第14題圖 (1)請?jiān)诩讏D中用筆畫線表示導(dǎo)線，連接成完整的實(shí)驗(yàn)電路(須選擇合適的電流表量程)； (2)閉合開關(guān)前，滑動(dòng)變阻器滑片P應(yīng)該位于________端(選填“A”或“B”)； (3)閉合開關(guān)后發(fā)現(xiàn)：電流表沒有示數(shù)，燈泡不亮，電壓表示數(shù)接近電源電壓．則此時(shí)電路故障為______________； (4)故障排除后，閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片P，使燈泡正常發(fā)光，此時(shí)電流表示數(shù)如乙圖所示，則電路中的電流值為________A，待測燈泡的額定功率為________W； (5)如果電壓表只能使用0～3 V的量程．僅在丙圖虛線框內(nèi)用電路圖說明，怎樣利用現(xiàn)有器材測定燈泡的額定功率． 15. (xx原創(chuàng))(8分)小明所在的實(shí)驗(yàn)小組進(jìn)行了探究“小燈泡消耗的電功率與燈泡亮度的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)： (1)請用筆畫線代替導(dǎo)線完成該實(shí)驗(yàn)的電路連接；(請正確選擇電表量程) 第15題圖 (2)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與計(jì)算如表： 電壓U/V 1.5 2.0 2.5 電流I/A 0.22 0.26 0.30 功率P/W 0.33 0.52 燈泡發(fā)光情況 燈絲暗紅 微弱發(fā)光 正常發(fā)光 請將表中數(shù)據(jù)補(bǔ)全，并根據(jù)記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，在坐標(biāo)圖中作出小燈泡的電壓和電流的關(guān)系圖像． (3)根據(jù)小明觀察的現(xiàn)象和記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，你可得出什么結(jié)論：__________________________________．(寫出一點(diǎn)即可) (4)小明還注意到，這個(gè)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)也可以用來計(jì)算小燈泡燈絲的電阻，并發(fā)現(xiàn)燈絲的電阻值隨電壓升高而________(選填“增大”或“減小”)； (5)接下來小明用一個(gè)發(fā)光二極管替換電路中的小燈泡，進(jìn)一步研究發(fā)光二極管的亮度與實(shí)際電功率的關(guān)系．閉合開關(guān)后，無論怎樣調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，發(fā)現(xiàn)此二極管都不發(fā)光，且電流表無示數(shù)，電壓表有示數(shù)．經(jīng)檢查整個(gè)電路連接及元件均完好，則出現(xiàn)此現(xiàn)象的原因是__________________． 16. (xx高新一中模擬)(8分)在測量小燈泡額定功率的實(shí)驗(yàn)中，小明想測量一個(gè)額定電壓U額＝2.0 V小燈泡的額定功率，已知小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻大約為8 Ω.實(shí)驗(yàn)室還提供了如下器材：一個(gè)電壓表、一個(gè)電流表、一個(gè)開關(guān)、電壓為6 V的電源、兩個(gè)不同規(guī)格的滑動(dòng)變阻器：A變阻器的規(guī)格為：“10 Ω　2 A”、B變阻器的規(guī)格為：“30 Ω　1 A”、導(dǎo)線若干． 第16題圖 (1)在本實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)該選擇__________(選填“A”或“B”)規(guī)格的滑動(dòng)變阻器． (2)請你用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖甲所示電路連接完整(要求：滑片向左滑動(dòng)時(shí)，燈泡亮度變亮)． (3)小明在連接好電路的最后一根導(dǎo)線時(shí)，發(fā)現(xiàn)電壓表指針立刻偏轉(zhuǎn)到最大刻度處，而小燈泡卻不亮，且電流表也沒有示數(shù)．根據(jù)上述現(xiàn)象反映出小明在實(shí)驗(yàn)操作中存在的不規(guī)范之處是：__________________________，出現(xiàn)上述現(xiàn)象，說明了電路中存在的故障原因可能是：__________________． (4)排除故障后，小明發(fā)現(xiàn)他很幸運(yùn)，電壓表并沒有因此而損壞．小明便開始進(jìn)行測量，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片位置直到電壓表讀數(shù)為2.0 V，小燈泡正常發(fā)光，此時(shí)電流表示數(shù)如圖乙所示，則該燈泡的額定功率為__________ W. (5)完成上述實(shí)驗(yàn)后，小明進(jìn)行了反思，如果剛才電壓表被損壞了，能不能換成其他的實(shí)驗(yàn)器材來完成實(shí)驗(yàn)?zāi)兀拷?jīng)過思考，他用了一個(gè)已知阻值為10 Ω的定值電阻R0和一個(gè)單刀雙擲開關(guān)S2，借助部分已有的實(shí)驗(yàn)器材，設(shè)計(jì)了如圖丙所示的電路，也同樣完成了對小燈泡額定功率的測量．請完成下列實(shí)驗(yàn)步驟： ①閉合開關(guān)S1，將S2撥到觸點(diǎn)“1”，移動(dòng)滑片，使電流表的示數(shù)為I1＝__________ A； ②再將開關(guān)S2撥到觸點(diǎn)“2”，保持滑片的位置不動(dòng)，讀出電流表的示數(shù)I； ③小燈泡額定功率的表達(dá)式為P額＝________．(用已知量和測量量的字母表示)  答案 一、探究電流與電壓、電阻的關(guān)系 1. (除標(biāo)注外每空1分，共7分)(1)如答圖所示(2分) (2)連接電路時(shí)，開關(guān)沒有斷開　(3)左　電壓表　2.5 V (4)反 第1題答圖 【解析】(1)電壓表測量定值電阻兩端的電壓，故其“－”接線柱接在定值電阻的左端；題目中要求滑片右移時(shí)，電流表的示數(shù)變大，這說明滑動(dòng)變阻器接入電路中的阻值減小，故應(yīng)將電源的“＋”與滑動(dòng)變阻器的右下接線柱相連；(2)連接電路時(shí)沒有斷開開關(guān)，就會(huì)造成連完最后一根導(dǎo)線時(shí)，電路就接通；(3)使用5 Ω的電阻時(shí)，定值電阻兩端的電壓為U＝IR＝0.5 A5 Ω＝2.5 V，若換用10 Ω的電阻繼續(xù)實(shí)驗(yàn)，根據(jù)串聯(lián)電路電壓、電流的特點(diǎn)，則10 Ω的電阻會(huì)分得更多的電壓，因此為保持定值電阻兩端的電壓不變，則向左移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，使它的阻值增大，分得的電壓增大，而定值電阻兩端的電壓才會(huì)減小，此時(shí)眼睛注視電壓表的示數(shù)，直到電壓表的示數(shù)恢復(fù)2.5 V為止；(4)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，電壓一定時(shí)，通過電阻的電流與電阻成反比． 2. (除標(biāo)注外每空1分，共7分)(1)如答圖所示(2分)　(2)控制定值電阻兩端的電壓不變　(3)BDCA　(4)在電壓不變時(shí)，通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比　(5)2.5　(6)能 第2題答圖 【解析】(1)如答圖所示，滑動(dòng)變阻器應(yīng)“一上一下”接入電路，根據(jù)所提供的定值電阻，電路中的最大電流為Imax＝＝＝0.6 A，故電流表選擇“0～0.6 A”量程，電路圖如答圖所示；(2)為了探究“電流與電阻的關(guān)系”，應(yīng)控制定值電阻兩端的電壓不變，因此滑動(dòng)變阻器除了起到保護(hù)電路的作用，還起到控制定值電阻兩端的電壓不變的作用；(3)實(shí)驗(yàn)步驟：連接好電路后，先將滑片P置于電阻最大的位置，閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使電壓表示數(shù)保持在某個(gè)值不變，同時(shí)記下電流表的示數(shù)；再斷開開關(guān)，換接其他定值電阻，繼續(xù)實(shí)驗(yàn)；(4)由圖像可知，在電壓不變時(shí)，通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比；(5)任意取一組對應(yīng)的電流和電阻的整數(shù)值代入公式U＝IR，由圖可知，定值電阻兩端的電壓為U＝IR＝0.5 A5 Ω＝2.5 V；(6)假如把4.5 Ω的定值電阻接入電路中，在其兩端電壓保持在2.5 V時(shí)，通過的電流約為I′＝＝≈0.56 A，小于電流表的量程，故可以接入4.5 Ω的定值電阻． 3. (除標(biāo)注外每空1分，共8分)(1)如答圖所示(2分)　(2)閉合開關(guān)前，滑動(dòng)變阻器的滑片沒有調(diào)到最大阻值處　0.24　(3)電阻一定時(shí)，通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比　10　(4)B　(5)電源 第3題答圖 【解析】(1)滑動(dòng)變阻器與定值電阻串聯(lián)，題圖甲中滑動(dòng)變阻器滑片向右移時(shí)電阻增大，故滑動(dòng)變阻器下面接A；電源使用兩節(jié)干電池，故電壓表選用0～3 V量程，與定值電阻并聯(lián)；(2)閉合開關(guān)前滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)處于最大阻值處，而本題中電流表和電壓表的示數(shù)都很大，說明滑動(dòng)變阻器的滑片沒有在最大值處；電流表讀數(shù)要先看量程，確定分度值，圖中電流表的量程為0～0.6 A，分度值為0.02 A，讀數(shù)時(shí)一大格為0.2 A，兩小格為0.04 A，所以電流表讀數(shù)為0.24 A；(3)在表中：導(dǎo)體的電阻一定，導(dǎo)體兩端的電壓從1 V到2 V再到3 V，導(dǎo)體中的電流從0.1 A到0.2 A再到通過導(dǎo)體的0.3 A，電壓增加幾倍，電流也增加幾倍，故得結(jié)論：在電阻一定時(shí)，通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比；(4)換用阻值不同的電阻，多進(jìn)行幾次實(shí)驗(yàn)可避免實(shí)驗(yàn)的偶然性，使結(jié)論更具普遍性，故選B；(5)測一個(gè)額定電壓為3.8 V、阻值約為10 Ω的小燈泡的額定功率，小燈泡兩端的電壓必須能達(dá)到3.8 V，因此電源必須更換． 4. (除標(biāo)注外每空1分，共7分)(1)如答圖所示(2分)　(2)定值電阻斷路　(3)0.50　B　保持不變　(4)作出I－圖像 第4題答圖 【解析】(1)電源電壓恒為3 V，因此電壓表應(yīng)接3 V量程，并聯(lián)在定值電阻兩端；滑動(dòng)變阻器按照“一上一下”串聯(lián)接入電路中，如答圖所示；(2)閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)電流表沒有示數(shù)，說明電路存在斷路，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，電壓表示數(shù)始終接近電源電壓，原因可能與電壓表并聯(lián)的定值電阻斷路；(3)電流表選用小量程，分度值為0.02 A，示數(shù)為0.50 A；根據(jù)串聯(lián)分壓原理可知，將阻值較小的電阻換成阻值較大的電阻時(shí)，電阻增大，其分得的電壓增大；探究電流與電阻的實(shí)驗(yàn)中應(yīng)控制電阻兩端的電壓不變，根據(jù)串聯(lián)電路電壓規(guī)律可知應(yīng)增大滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，即應(yīng)增大滑動(dòng)變阻器連入電路中的電阻，所以滑片應(yīng)向B端移動(dòng)，使電壓表的示數(shù)保持不變；(4)根據(jù)圖像可知電壓一定時(shí)，電流與電阻成反比；由于曲線不便直觀判斷兩個(gè)物理量之間的定量關(guān)系，根據(jù)I＝＝U我們可以推出，電流I與成正比，因此可以作出I－的圖像，則I與的關(guān)系圖像是過原點(diǎn)的一條直線，便于直觀判斷電流與電阻的定量關(guān)系． 5. (除標(biāo)注外每空1分，共7分)(1)如答圖所示(2分)　(2)A　(3)①A?、诘?組數(shù)據(jù)　電流不可能為0.1 A?、壅? 第5題答圖 6. (除標(biāo)注外每空1分，共8分)(1)如答圖所示(2分)　(2)b　保護(hù)電路　(3)5　(4)正比　控制變量法　(5)變小 第6題答圖 【解析】(1)將電阻與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，電壓表并聯(lián)在電阻兩端，滑動(dòng)變阻器要“一上一下”接入電路，由甲電路圖可知，滑動(dòng)變阻器的滑片P向右移動(dòng)時(shí)，電阻變大，故開關(guān)導(dǎo)線應(yīng)與滑動(dòng)變阻器a端相接，如答圖所示；(2)閉合開關(guān)前，為了保護(hù)電路，滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)置于阻值最大處，由所連接電路圖知，滑片P應(yīng)移到滑動(dòng)變阻器的b端；滑動(dòng)變阻器的作用是保護(hù)電路；(3)由于電流表所選量程為0～0.6 A，則電流表的示數(shù)為0.4 A，所以電阻R的阻值為：R＝＝＝5 Ω；(4)圖線a是一條過原點(diǎn)的直線，可知在電阻一定時(shí)，通過導(dǎo)體的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比；探究電流與電壓的關(guān)系，需使電阻的阻值不變，用到的是控制變量法；(5)由圖線b可知，隨著電壓的減小，圖像b的斜率變大，也就是變大，則R變小，所以當(dāng)小燈泡兩端的電壓變小時(shí)，通過燈絲的電流變小，燈絲的電阻變小． 7. (除標(biāo)注外每空1分，共8分)(1)如答圖所示(2分)　(2)電阻　改變電阻兩端電壓　(3)斷開　D　(4)2.6　(5)正比 第7題答圖 【解析】(1)電流表所選量程為0～0.6 A ，應(yīng)串聯(lián)在電路中，如答圖所示；(2)本實(shí)驗(yàn)采用的是控制變量法，若想探究通過導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體兩端電壓的關(guān)系，應(yīng)保持電阻不變；實(shí)驗(yàn)中滑動(dòng)變阻器除了保護(hù)電路外，還可以改變電阻兩端電壓；(3)在連接電路時(shí)開關(guān)應(yīng)處于斷開狀態(tài)；閉合開關(guān)前，應(yīng)將滑動(dòng)變阻器滑片移動(dòng)到阻值最大處，即D端；(4)電壓表的量程為0～3 V，分度值為0.1 V，所以電壓表的示數(shù)為2.6 V；(5)由圖丙可知，當(dāng)導(dǎo)體的電阻一定時(shí)，通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比． 二、伏安法測電阻 8. (1)如答圖甲所示(2分) 第8題答圖甲 (2)左(1分)　電流表的正負(fù)接線柱接反了(1分) (3)0.24(1分)　9.17(1分)　(4)如答圖乙所示(2分) 第8題答圖乙 【解析】(1)由于電路電源由兩節(jié)干電池組成，電源電壓為3 V，所測的電阻約為10 Ω，則電流為0.3 A左右，電流表應(yīng)選擇0～0.6 A量程，電流表與開關(guān)串聯(lián)，定值電阻與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，滑動(dòng)變阻器的正確接法應(yīng)遵循“一上一下”接線原則，如上圖所示；(2)閉合開關(guān)前，應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片調(diào)到阻值最大處，即滑動(dòng)變阻器的左端；若發(fā)現(xiàn)電流表的指針在反向偏轉(zhuǎn)的位置上，說明電流表的正負(fù)接線柱接反了；(3)由于電流表所選的量程為0～0.6 A，由圖乙可知，電流表的分度值為0.02 A，電流表的示數(shù)為0.24 A，所測電阻的阻值為R＝＝≈9.17 Ω；(4)沒有電流表，可以利用滑動(dòng)變阻器滑片滑到最右端和最左端，使電路處于兩種狀態(tài)，根據(jù)電源電壓相等求解．利用滑動(dòng)變阻器滑片滑到最右端，定值電阻與滑動(dòng)變阻器最大值20 Ω串聯(lián)在電路中，記下電壓表示數(shù)U1，滑動(dòng)變阻器滑片滑到最左端，只有定值電阻R，接入電路，記下電壓表示數(shù)U2，實(shí)驗(yàn)步驟：①按照電路圖連接好電路；②調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片到阻值最大端，記下電壓表示數(shù)U1；③再調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，使其接入電路的阻值為0 Ω時(shí)，讀出電壓表的示數(shù)U2；④當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為0 Ω時(shí)，電路為只有R的簡單電路，此時(shí)電壓表測電源電壓，即電壓表示數(shù)U2，當(dāng)滑動(dòng)變阻器全部接入電路時(shí)，此時(shí)定值電阻與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，電壓表測R兩端的電壓，此時(shí)電壓表的示數(shù)為U1，則滑動(dòng)變阻器兩端的電壓：U滑＝U2－U1，電路中的電流：I＝＝，由I＝得，定值電阻Rx的阻值：Rx＝＝＝ Ω. 9. (除標(biāo)注外每空1分，共8分)(1)R＝(或歐姆定律)　(2)如答圖所示(2分)　(3)小燈泡斷路　(4)0.38　10　(5)A　(6)小燈泡電阻隨溫度變化而變化 第9題答圖 【解析】(1)測量小燈泡電阻的實(shí)驗(yàn)原理是R＝(或歐姆定律)；(2)由于小燈泡的額定電壓為3.8 V，所以電壓表應(yīng)選用0～15 V量程，把電壓表并聯(lián)在小燈泡兩端，小燈泡要和滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，滑動(dòng)變阻器的正確接法要遵循“一上一下”原則；(3)電流表無示數(shù)，說明電路斷路，而電壓表有示數(shù)，說明與電壓表并聯(lián)的電路發(fā)生了斷路，可能原因是小燈泡斷路；(4)由圖丙可知，電流表選用的量程是0～0.6 A，分度值為0.02 A，所以電流表的示數(shù)為：0.3 A＋0.02 A4＝0.38 A；小燈泡正常發(fā)光的電阻為R＝＝＝10 Ω；(5)小燈泡與定值電阻最大的不同在于，它的燈絲阻值會(huì)隨著溫度的升高而變大，其U－I的圖像應(yīng)是一條曲線，所以B錯(cuò)誤，A正確；其I－R的圖像是隨著電阻的增大，電流減小，所以C、D是錯(cuò)誤的．故選A；(6)由于燈絲的電阻隨溫度的升高而增大，所以電流與電壓不成正比． 10. (1)如答圖所示(2分)　(2)B端(1分)　(3)變大(1分)　(4)不合理(1分)　小燈泡的電阻隨溫度的改變而改變(1分) 第10題答圖 【解析】(1)根據(jù)題目要求，滑片向右移時(shí)，電流表的示數(shù)變小，則滑動(dòng)變阻器接入電路中的阻值增大，故應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的A接線柱接在小燈泡的右端；(2)為保護(hù)電路，閉合開關(guān)前，應(yīng)使滑動(dòng)變阻器取最大值，故應(yīng)將滑片移動(dòng)離所選下接線柱最遠(yuǎn)的B端；(3)燈絲突然燒斷，則電壓表串聯(lián)在電路中，測量電源電壓，故電壓表的示數(shù)變大；(4)該實(shí)驗(yàn)中，小燈的電阻不是一定值，它隨著兩端電壓的改變而改變，故不能求平均值． 11. (除標(biāo)注外每空1分，共8分)(1)如答圖所示(2分)　(2)滑動(dòng)變阻器斷路(或開關(guān)斷路)　(3)0.32　 5　(4)　(5)這一過程中，電阻兩端的電壓是不相等的，故不能得出I1R0＝I2Rx　將滑動(dòng)變阻器換成導(dǎo)線 第11題答圖 【解析】(1)此題中電源電壓由兩節(jié)干電池提供，則電壓表只需要選擇小量程即可，且電壓表應(yīng)該并聯(lián)在定值電阻兩端，滑動(dòng)變阻器的接法必須按“一上一下”的原則，如答圖所示；(2)若電流表無示數(shù)，即表明電路是斷路的；此時(shí)電壓表也無示數(shù)，即表明此電壓表沒有與電源相連，所以可能是滑動(dòng)變阻器斷路，也可能是開關(guān)斷路；(3)此時(shí)電流表是小量程，分度值是0.02 A，故示數(shù)是0.32 A，電阻Rx＝＝＝5 Ω；(4)第一次實(shí)驗(yàn)的電阻是：R1＝； 第二次實(shí)驗(yàn)的電阻是：R2＝； 第三次實(shí)驗(yàn)的電阻是：R3＝；故此時(shí)的電阻是上述三個(gè)電阻的平均值，即R＝R＝＝；(5)由小洲設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路圖和實(shí)驗(yàn)過程可知，將S接到a時(shí)，讀出電流表的示數(shù)I1，再將S接到b時(shí)，讀出電流表的示數(shù)I2；這一過程中，電阻兩端的電壓是不相等的，故不能得出：I1R0＝I2Rx，故這一操作是不正確的．正確的做法是：將滑動(dòng)變阻器換成導(dǎo)線． 12. (每空1分，共4分)(1)24　(2)　 (3)正常發(fā)光燈絲溫度比不發(fā)光時(shí)高得多，燈絲溫度越高電阻越大　(4)34 【解析】(1)由圖甲可知電壓表測量燈泡兩端的電壓 ，電流表測量電路電流．在由圖乙、丙得，燈泡此時(shí)的電壓為12 V，電流為0.5 A，根據(jù)歐姆定律，其電阻此時(shí)為R＝＝＝24 Ω；(2)由電路圖丁可知，R0與L并聯(lián)，電流表測量通過電阻R0的電流，電流表測量電路電流．則白熾燈L兩端電壓UL＝UR0＝I2R0，通過白熾燈的電流IL＝I1－I2，電阻RL＝＝；(3)燈絲正常發(fā)光的溫度比不發(fā)光時(shí)的溫度高很多，且燈絲的電阻隨著燈絲的溫度的升高而增大，所以測得的阻值較大；(4)由圖乙、丙得，白熾燈的電壓為12 V，電流為0.5 A，實(shí)際功率P實(shí)＝UI＝12 V0.5 A＝6 W，其額定功率P額＝40 W，此時(shí)兩功率相差ΔP＝P額－P實(shí)＝40 W－6 W＝34 W. 13. (每空1分，共8分)(1)R＝　(2)電壓　(3)0～15 V?。?或0.6)　(4)電流表　(5)0.34　(6)22.5　(7)A 【解析】(1)伏安法測電阻的原理是歐姆定律的變形公式R＝；(2)因?yàn)殡妷罕聿⒙?lián)在電路中，電流表串聯(lián)在電路中，所以甲是電壓表；(3)當(dāng)滑動(dòng)變阻器全部連入電路中時(shí)電路中電流最小約Imin＝＝＝0.3 A，定值電阻兩端電壓最小值U＝IminRx＝0.3 A20 Ω＝6 V，所以電壓表量程應(yīng)選0～15 V；在連接電流表時(shí)，電流應(yīng)從正接線柱流入電流表；(4)當(dāng)閉合開關(guān)后，電流表無示數(shù)，電壓表有示數(shù)，說明電壓表能與電源相通，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片，電壓表有明顯變化，說明定值電阻沒有斷路，也沒有短路；電流表示數(shù)為零，說明有可能是電流表短路，即發(fā)生故障的元件是電流表；(5)如題圖所示電流表的量程是0～0.6 A，分度值是0.02 A，指針在“0.2”后7小格處，電流表的讀數(shù)是0.2 A＋0.02 A7＝0.34 A；(6)從圖像上取(0.35 A，8 V)，(0.4 A，9 V)，(0.45 A，10 V)，計(jì)算電阻并求平均值R＝≈22.5 Ω；(7)本實(shí)驗(yàn)進(jìn)行多次測量的目的是求平均值減小實(shí)驗(yàn)誤差．長度的測量是典型的要用多次測量求平均值來減小誤差的實(shí)驗(yàn)，故選A. 三、測量小燈泡的電功率 14. (1)如答圖甲所示(2分) 第14題答圖 (2)B(1分)　(3)小燈泡斷路(1分)　(4)0.32(1分)　1.216(1分)　(5)如答圖丙所示(2分) 【解析】(1)根據(jù)題意，燈泡的額定電壓為3.8 V，額定功率為1.2 W左右，則電路中電流約為0.32 A，所以電流表量程應(yīng)選擇0～0.6 A，連接的實(shí)物電路如答圖所示；(2)為了保護(hù)電路，在閉合開關(guān)前，滑動(dòng)變阻器的滑片P應(yīng)調(diào)至阻值最大處，根據(jù)電路連接可知，應(yīng)該將滑片調(diào)至B端；(3)連好電路，閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)小燈泡始終不亮，但電壓表有示數(shù)且接近電源電壓，電流表無示數(shù)，說明與電壓表并聯(lián)的電路發(fā)生了斷路，所以出現(xiàn)故障的可能原因是小燈泡斷路；(4)電流表的量程為0～0.6 A，分度值為0.02 A，所以示數(shù)為0.32 A；額定功率P＝UI＝3.8 V0.32 A＝1.216 W；(5)①燈泡和滑動(dòng)變阻器串聯(lián)在電路中；②把電壓表并聯(lián)在滑動(dòng)變阻器的兩端；③移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，使滑動(dòng)變阻器兩端電壓為6 V－3.8 V＝2.2 V；④讀出電流表示數(shù)；⑤根據(jù)P＝UI，可求出額定功率． 15. (1)如答圖甲所示(2分)　(2)0.75(1分)　如答圖乙所示(2分)　(3)燈泡越亮，小燈泡消耗的電功率越大(1分)　(4)增大(1分)　(5)二極管正負(fù)極接反了(1分) 第15題答圖 16. (除標(biāo)注外每空1分，共8分)(1)B　(2)如答圖所示(2分)　(3)連接電路時(shí)，沒有斷開開關(guān)　燈泡斷路 (4)0.52　(5)① 0.2?、?2V(I－0.2 A) 第16題答圖 【解析】(1)燈泡正常發(fā)光時(shí)的電壓等于額定電壓U額＝2 V，由歐姆定律可知，此時(shí)電路電流約為I＝＝＝0.25 A，滑動(dòng)變阻器兩端電壓U滑＝U－U額＝6 V－2 V＝4 V，此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值R滑＝＝＝16 Ω，所以本實(shí)驗(yàn)中應(yīng)該選擇規(guī)格為“30 Ω　1 A”的B滑動(dòng)變阻器；(2)測量燈泡額定功率的實(shí)驗(yàn)中，燈泡、電流表、滑動(dòng)變阻器應(yīng)串聯(lián)，電壓表應(yīng)與燈泡并聯(lián)，滑動(dòng)變阻器“一上一下”接入電路，如答圖所示；(3)連接好電路的最后一根導(dǎo)線時(shí)，電壓表指針立刻偏到最大刻度處，說明連接電路時(shí)沒有斷開開關(guān)；小燈泡不亮，可能電路存在斷路或燈泡發(fā)生短路，電流表沒有示數(shù)，說明電路存在斷路，電壓表指針指到最大刻度處，說明電壓表與電源兩端相連，與電壓表并聯(lián)電路之外的電路不存在斷路，則與電壓表并聯(lián)的燈泡斷路；(4)由圖示電流表可知，其量程為0～0.6 A，分度值為0.02 A，示數(shù)為0.26 A，所以燈泡額定功率：P＝UI＝2 V0.26 A＝0.52 W；(5)①閉合開關(guān)S1，將S2撥到觸點(diǎn)“1”，此時(shí)電流表測定值電阻電流，要使燈泡正常發(fā)光，燈泡兩端電壓應(yīng)為額定電壓2 V，此時(shí)定值電阻兩端電壓也是2 V，要移動(dòng)滑片，使電流表的示數(shù)為I＝＝＝0.2 A；②再將開關(guān)S2撥到觸點(diǎn)“2”，保持滑片的位置不動(dòng)，讀出電流表的示數(shù)I；③燈泡額定功率的表達(dá)式為P額＝U額I額＝2 V(I－0.2 A)．