6.(1)為了研究通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電壓的關(guān)系,小晨設(shè)計(jì)了如圖甲所示的電路.電路電壓恒為6V,R1是定值電阻,R2是滑動變阻器.

①閉合開關(guān)后,移動滑片P,發(fā)現(xiàn)兩電表示數(shù)始終如圖乙所示,原因是將滑動變阻器的CD(填字母)兩個接線柱接入了電路.
②改正錯誤后,小晨繼續(xù)實(shí)驗(yàn),將有關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)標(biāo)記在圖丙上,分析圖丙可知,他所選擇的滑動變阻器的規(guī)格是B(選填字母).
A.10Ω 2A       B.25Ω  2AC.50Ω  0.5A
③分析圖丙可得到結(jié)論:陰影部分表示此時R的電功率.
(2)小華同學(xué)為了探究電流與電阻的關(guān)系,已知電源電壓恒為6V,滑動變阻器規(guī)格為“50Ω 1A”,可供選擇的定值電阻的阻值為5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω和30Ω.

①電路連接正確后(圖丁),先用5Ω的定值電阻進(jìn)行實(shí)驗(yàn),閉合開關(guān)后,移動滑動變阻器的滑片,此時電流表的示數(shù)如圖戊所示,則電路中的電流為0.4A;再將5Ω的定值電阻換成10Ω定值電阻進(jìn)行實(shí)驗(yàn),移動滑片直至電壓表示數(shù)為2V,并記錄電流表的示數(shù).
②該同學(xué)還想多測幾組數(shù)據(jù),但他不能選用的定值電阻是30Ω.

分析 (1)①移動滑片,電流表示數(shù)不變,說明滑動變阻器接入電路的阻值為零或?yàn)槎ㄖ惦娮瑁桓鶕?jù)電壓表的示數(shù)確定滑動變阻器接入電路的接線柱;
②根據(jù)圖丙可知,當(dāng)電路中電流最小時,滑動變阻器接入電路的阻值最大;根據(jù)串聯(lián)電路電壓規(guī)律和歐姆定律求出滑動變阻器的最大阻值;
③根據(jù)陰影部分可知,陰影面積等于電壓和電流的乘積,據(jù)此判斷陰影部分面積表示的含義.
(2)①確定電流表的量程和分度值,讀出電流表的示數(shù);探究電流與電阻的關(guān)系,需保持不同定值電阻兩端的電壓不變,根據(jù)U=IR可計(jì)算出電阻兩端的電壓值;
②根據(jù)串聯(lián)電路電壓的特點(diǎn)和分壓原理求出定值電阻的最大阻值,從而確定答案.

解答 解:
(1)①移動滑片,電流表示數(shù)不變,說明滑動變阻器接入電路的阻值為零或?yàn)槎ㄖ惦娮瑁?br />由圖甲知,電壓表測R兩端電壓,電流表測電路中電流.根據(jù)圖乙可知,電壓表的量程0~15V,分度值為0.5V,示數(shù)為6V,等于電源電壓,因此滑動變阻器接入電路的阻值為零,即滑動變阻器的接線柱CD接入了電路;
②根據(jù)圖丙可知,電路中的最小電流為0.2A,定值電阻兩端電壓為1V;
由串聯(lián)電路電壓規(guī)律和歐姆定律可知,此時滑動變阻器接入電路的最大阻值:
R=$\frac{{U}_{滑}}{{I}_{最小}}$=$\frac{6V-1V}{0.2A}$=25Ω,故選B;
③根據(jù)圖丙可知,陰影部分面積等于電流與電壓的乘積,由P=UI可知,陰影部分表示此時R的電功率.
(2)①由圖丙知,電流表的量程為0~0.6A,分度值0.02A,示數(shù)為0.4A,
由歐姆定律可知,電阻R兩端的電壓為:U=IR=0.4A×5Ω=2V,將5Ω的定值電阻換成10Ω定值電阻進(jìn)行實(shí)驗(yàn),應(yīng)保持電阻兩端的電壓為2V不變,所以應(yīng)移動滑片直至電壓表示數(shù)為2V;
②由以上分析知,實(shí)驗(yàn)中,應(yīng)保持定值電阻兩端的電壓為2V不變,變阻器分得的電壓為U=U-UR=6V-2V=4V,
由串聯(lián)電路的分壓原理知:$\frac{{U}_{R}}{{U}_{滑}}$=$\frac{R}{{R}_{滑}}$,即:$\frac{R}{{R}_{滑}}$=$\frac{2V}{4V}$=$\frac{1}{2}$,
所以R=$\frac{1}{2}$R,因變阻器的最大阻值為50Ω,則定值電阻允許接的最大電阻值為$\frac{1}{2}$×50Ω=25Ω,所以不可以使用30Ω的電阻.
故答案為:(1)①CD;②B;③陰影部分表示此時R的電功率.
(2)①0.4;2;②30Ω.

點(diǎn)評 (1)本題考查滑動變阻器的正確使用、電壓表的讀數(shù)、歐姆定律和功率計(jì)算公式的應(yīng)用,關(guān)鍵是能從圖中讀出有用信息.
(2)探究電流與電阻的關(guān)系,考查串聯(lián)電路特點(diǎn)和歐姆定律的應(yīng)用、對器材的選擇、控制變量法的運(yùn)用,并考查了額定功率的測量等知識,屬于中等難度的題目.

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