Question

【題目】小鵬在探究“通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端電壓的關(guān)系”時(shí)，電路如圖甲所示，電源電壓保持不變，R為定值電阻。

（1）請用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖中的電路按甲圖連接完整（要求導(dǎo)線不交叉）

（_____________）

（2）連接電路時(shí)，開關(guān)應(yīng)該處于_____狀態(tài)，實(shí)驗(yàn)前滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)位于_____（選填“A”或“B”）端。滑動(dòng)變阻器的作用除了保護(hù)電路外，還起到了_____的作用。

（3）電路連接正確后，閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)電壓表有示數(shù)但電流表無示數(shù)，此時(shí)出現(xiàn)的故障可能是_____（選填字母）。

A．滑動(dòng)變阻器短路

B．電流表斷路

C．電阻R短路

D．電阻R斷路

（4）排除故障后，小鵬又取了兩個(gè)定值電阻，想利用這些器材繼續(xù)探究“電壓不變時(shí)，電流與電阻的關(guān)系”。實(shí)驗(yàn)中所用電阻的阻值分別為5歐、10歐、20歐，電源電壓為6V，分別接入三個(gè)定值電阻，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，記錄數(shù)據(jù)，得到了如圖丙所示的圖象。由圖象可以得出結(jié)論：_____。

（5）上述實(shí)驗(yàn)中，

①小鵬用5Ω的電阻做完實(shí)驗(yàn)后，保持滑動(dòng)變阻器滑片的位置不變。接著把R換為10Ω的電阻接入電路，閉合開關(guān)，應(yīng)向_____（選填“A”或“B”）端移動(dòng)滑片，直至電壓表示數(shù)為_____V時(shí)，讀出電流表的示數(shù)。

②小鵬又把R換為20Ω的電阻接入電路，閉合開關(guān)，無論怎樣移動(dòng)滑片，電壓表都不能達(dá)到所控制的電壓值，是因?yàn)?/span>_____，為完成整個(gè)實(shí)驗(yàn)，應(yīng)該選取滑動(dòng)變阻器_____（選填字母）。

A．“50Ω 1.0A

B．“30Ω 1.0A”

C．“20Ω 1.0A”

Answer 1

【答案】 斷開 A 改變導(dǎo)體兩端電壓 D 電壓一定時(shí)，通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比 A 2 滑動(dòng)變阻器的最大阻值過小 A

【解析】

（1）電壓表并聯(lián)在定值電阻兩端，滑動(dòng)變阻器要求一上一下連接；

（2）連接電路時(shí)，開關(guān)應(yīng)斷開；連接好電路后，為了保證電路安全，應(yīng)將滑動(dòng)變阻器滑片移至阻值的最大處；滑動(dòng)變阻器的作用除了保護(hù)電路外，還起到改變導(dǎo)體兩端電壓的作用；

（3）閉合開關(guān)電流表沒有示數(shù)，說明電路是斷路，電壓表有示數(shù)，說明與電壓表串聯(lián)的電路是通路；

（4）由丙圖知求出電流和電阻的積，分析回答；

（5）①根據(jù)控制變量法，研究電流與電阻的關(guān)系時(shí)，需控制定值電阻的電壓相同，當(dāng)換上大電阻時(shí)，根據(jù)分壓原理確定電壓表示數(shù)的變化，由串聯(lián)電路電壓的規(guī)律結(jié)合分壓原理確定滑片移動(dòng)的方向；

②探究電流與電阻的關(guān)系，應(yīng)保持電阻兩端的電壓不變；根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律求出變阻器分得的電壓，根據(jù)分壓原理，求出當(dāng)接入20Ω電阻時(shí)變阻器連入電路中的電阻，確定變阻器的規(guī)格。

（1）將電壓表并聯(lián)在定值電阻兩端，滑動(dòng)變阻器要求一上一下連接，如圖所示：

（2）連接電路時(shí)，開關(guān)應(yīng)該處于斷開狀態(tài)，實(shí)驗(yàn)前滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)位于阻值最大處即A端，滑動(dòng)變阻器的作用除了保護(hù)電路外，還起到改變導(dǎo)體兩端電壓的作用；

（3）電壓表有示數(shù)，說明電壓表與滑動(dòng)變阻器、電流表、電源是通路；電流表沒有示數(shù)，說明電流表、定值電阻、滑動(dòng)變阻器中有一處是斷路的；綜合分析可知：電流表、滑動(dòng)變阻器位置是導(dǎo)通的，所以應(yīng)為定值電阻斷路；故選D；

（4）由圖丙知，電流和電阻的積為：，故圖像可以得出結(jié)論：電壓一定時(shí)，通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比；

（5）①根據(jù)串聯(lián)分壓原理可知，將定值電阻由5Ω改接成10Ω的電阻，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)控制電壓不變，即應(yīng)保持電阻兩端的電壓不變，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律可知應(yīng)增大滑動(dòng)變阻器分得的電壓，由分壓原理，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A端移動(dòng)，使電壓表的示數(shù)為2V；

②小鵬又把R換為20Ω的電阻接入電路，閉合開關(guān)，無論怎樣移動(dòng)滑片，電壓表都不能達(dá)到所控制的電壓值，是因?yàn)榛瑒?dòng)變阻器的最大阻值過小；電阻兩端的電壓始終保持2V不變，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，變阻器分得的電壓：，變阻器分得的電壓為電壓表示數(shù)的倍，根據(jù)分壓原理，當(dāng)接入20Ω電阻時(shí)，變阻器連入電路中的電阻為：，故為了完成整個(gè)實(shí)驗(yàn)，應(yīng)該選取最大阻值至少40Ω的滑動(dòng)變阻器，即選A；

故答案為：（1）如上圖；（2）斷開；A；改變導(dǎo)體兩端電壓；（3）D；（4）電壓一定時(shí)，通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比；（5）①A；2；②滑動(dòng)變阻器的最大阻值過小；A。