Question

【題目】下面是某小組探究通過導體電流與導體電阻關系的實驗，實驗中所用的定值電阻分別是5Ω、10Ω、15Ω、20Ω，滑動變阻器有兩種：“20Ω 2A”和“50Ω 1A”，電源電壓為4.5V，請回答下列問題．

（1）請在圖甲中用筆畫線代替導線將電路連接完整，要求：實驗中如果將滑片從右向左移動，電流表示數變大；

（2）正確連接電路后，閉合開關，發現電壓表有示數，電流表沒有示數，發生這種故障的原因可能是 （已知電流表完好）；

（3）排除故障后，在某次測量中，把5Ω的定值電阻連入電路時，調節滑動變阻器，使電壓表的示數為1.5V，此時電流表的示數如圖乙，則流過電源的電流為 A，此時定值電阻的電功率是 W；

（4）接著把5Ω電阻換成10Ω的電阻，應該向 （選填“左”、“右”）移動滑動變阻器的滑動觸頭，使電壓表的示數為 V，再記下電流值．

（5）為了讓所提供的4個定值電阻在實驗中都能用上，應該選擇規格為 的滑動變阻器．

Answer 1

【答案】（1）如圖所示；

（2）定值電阻斷路；

（3）0.3； 0.45；

（4）右； 1.5；

（5）“50Ω 1A”

【解析】

試題分析：（1）根據實驗中滑片從右向左移動，電流表示數變大，確定變阻器的連接方式；

（2）發現電壓表有示數，說明電壓表與電源連通，電流表沒有示數，說明電路斷路或電路的總電阻很大，據此判斷；

（3）認清電流表小量程的分度值讀數，根據P=UI求電功率；

（4）根據分壓原理，確定滑片移動的方向；

（5）當定值電阻為20Ω時，根據分壓原理求出變阻器連入電路中的最小阻值確定變阻器的規格．

解：（1）將滑片從右向左移動，變阻器連入電路中的電阻減小，故變阻器滑片以右電阻絲連入電路，如右圖所示；

（2）閉合開關，發現電壓表有示數，說明電壓表與電源連通，電流表沒有示數，說明電路斷路或電路的總電阻很大，所以，發生這種故障的原因可能是定值電阻斷路而導致電壓表串聯在電路中；

（3）電流表小量程的分度值為0.02A，示數為0.3A，此時定值電阻的電功率P=UI=1.5×0.3A=0.45W；

（4）研究電流與電阻的關系時，要保持定值電阻兩端的電壓不變，當5Ω電阻換成10Ω的電阻后，根據分壓原理，定值電阻分得的電壓增大，要保持定值電阻兩端的電壓不變，變阻器要分去更多的電壓，所以應增大變阻器連入電路中的電阻，滑片向右移動，使電壓表示數為1.5V；

（5）當電路中接入20Ω電阻時，要保持電壓表示數為1.5V不變，變阻器要分去4.5V﹣1，5V=3V的電壓，根據分壓原理，變阻器的阻值至少為×20Ω=40Ω．為了讓所提供的4個定值電阻在實驗中都能用上，應選用“50Ω 1A”的變阻．

故答案為：（1）如圖所示；

（2）定值電阻斷路；

（3）0.3； 0.45；

（4）右； 1.5；

（5）“50Ω 1A”．