Question

小明利用如圖甲所示的電路探究“電流跟電阻的關系”．已知電源電壓為6V且保持不變，實驗用到的電阻阻值分別為5Ω、10Ω、20Ω．

（1）請根據圖甲將圖乙所示的實物電路對應連接完整（導線不允許交叉）；
（2）閉合開關后，發現電流表無示數，而電壓表有示數，原因可能是

R斷路

；
（3）排除故障后，進行實驗，實驗中多次改變R的阻值，調節滑動變阻器的滑片，使電壓表示數保持不變，記下電流表的示數，得到如圖丙所示的電流，隨電阻R變化的圖象；
①請在圖象上用一塊陰影部分面積表示每次實驗時R兩端電壓數值的大小．
②上述實驗中，小明用5Ω的電阻做完實驗后，然后將10Ω的電阻接入電路，閉合開關，電壓表的示數將會變

大

（選填“變大”、“變小”或“不變”），此時應該向

左

（選填“左”或“右”）移動滑片，使電壓表示數為

2

V，然后讀出電流表的示數．
（4）實驗室提供了三個不同規格的滑動變阻器：A：“30Ω  2A”，B：“50Ω  1A”，C：“100Ω，0.1A”，要完成整個實驗，應該選取滑動變阻器

B

（填代號），不選另外兩個滑動變阻器的原因分別是：①

A型號滑動變阻器阻值變化范圍太小

，②

因為電路中電流大于0.1A，所以不選C

．
（5）小明將電阻R換成額定電壓是3.8V的小燈泡，用上述電路來測量小燈泡的額定功率，他調節滑動變阻器使電壓表示數為3.8V后，不小心把玻璃泡打碎了（燈絲未斷），他發現電壓表的示數變小了，請你對這個現象提出一個猜想：

燈絲溫度降低，電阻變小

．

Answer 1

分析：（1）根據電路圖甲，連接實物電路圖乙，電壓表并聯在待測電阻兩端，滑動變阻器與待測電阻串聯接入電路；
（2）電流表無示數，說明電路中有斷路的地方，電壓表有示數，說明電壓表兩接線柱與電源兩極相連；
（3）①根據歐姆定律的變形公式U=IR可知，R兩端電壓數值的大小等于曲線上一點對應的電流和電阻的乘積；
②將5Ω的電阻換成了10Ω的電阻時，電路中的總電阻變大，電路中的電流減小，滑動變阻器兩端的電壓減小，電壓表的示數變大；要探究電流和電阻之間關系，必須保持電阻兩端的電壓不變，即與電阻并聯的電壓表示數不變，為保證電阻兩端的電壓不變，要通過調節滑片，使滑動變阻器兩端的電壓變大，從而使電阻兩端的電壓變為原來的值．
（4）實驗中電壓表的示數2V不變，根據歐姆定律求出電阻為5Ω、10Ω、20Ω時電路中的電流，根據串聯電路的分壓特點求出滑動變阻器接入電路的電阻即可得出所選取滑動變阻器的規格和不選外兩個滑動變阻器的原因．
（5）從影響電阻大小的因素入手，因為燈絲未受損，燈絲的材料、長度、橫截面積不變化，考慮是導體溫度的影響．

解答：解：（1）根據電路圖連接實物圖，電壓表并聯在待測電阻兩端，滑動變阻器與待測電阻串聯接入電路，如圖所示：
 （2）電流表物示數，說明電路斷路，電壓表有示數，說明電壓表兩接線柱與電源兩極相連，即電阻斷路；
（3）①電阻R兩端電壓數值的大小等于曲線上一點對應的電流和電阻的乘積，故用一塊陰影部分面積表示，如圖所示：

②將5Ω的電阻換成了10Ω的電阻時，串聯電路的總電阻變大，根據歐姆定律可知電路中電流變小，滑動變阻器分得的電壓變小，電阻分得的電壓變大；要探究電流和電阻之間關系，必須保持電阻兩端的電壓不變，即與電阻并聯的電壓表示數不變，所以應調節滑片向左移動，增大滑動變阻器接入電路的電阻，使電壓表的示數達到2V時，讀取電流表示數．
（4）電壓表的示數2V不變，R的阻值為5Ω、10Ω、20Ω時，根據I=

UR

R

可得，對應的電流依次為0.4A、0.2A、0.1A，
因為電路中電流大于0.1A，所以不選C；
滑動變阻器兩端的電壓U_滑=U-U_R=6V-2V=4V，根據R_滑=

UR

I

可得，滑動變阻器接入電路的電阻依次為10Ω、20Ω、40Ω，因此A規格滑動變阻器的阻值范圍太小，所以不選A；而B規格的滑動變阻器符合要求，故選B．
（5）因為燈絲電阻隨溫度的升高而增大，將小燈泡玻璃打碎了（燈絲未斷），燈絲的溫度降低，則燈泡電阻變小．
故答案為：（2）R斷路；（3）②大；左；2；（4）B；A型號滑動變阻器阻值變化范圍太小；因為電路中電流大于0.1A，所以不選C；（5）燈絲溫度降低，電阻變小．

點評：本題考查了連接電路圖、分析圖象找出電流與電阻的關系、滑動變阻器的調節、求滑動變阻器的阻值等問題，由圖象丙找出電流與電阻的對應關系、熟練掌握串聯電路特點與歐姆定律是正確解題的關鍵．