Question

10．小明同學(xué)探究“通過導(dǎo)體的電流與電壓的關(guān)系”時(shí)，電路圖與實(shí)物圖如圖所示．已知電源電壓和電阻R₁的阻值均恒定，電流表A的量程為0～0.6安，電壓表V₁的量程為0～3伏，電壓裘V2的量程為0～15伏，滑動(dòng)變阻器R₂上標(biāo)有“50Ω 1A”的字樣．
（1）小明按電路圖將實(shí)物連接起來，閉合開關(guān)前滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)放在右端（填“左”或“右”）．閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)電流表A與電壓表V₁的示數(shù)為零，電壓表V₂的示數(shù)不為零，若是電路中的電阻R₁或滑動(dòng)變阻器R₂發(fā)生故障．則故障是滑動(dòng)變阻器R₂斷路．
（2）排除故障后，繼續(xù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，記錄電流表A與電壓表V₁的示數(shù)，得到一組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，如下表所示．

實(shí)驗(yàn)序號(hào)	1	2	3	4	5
電壓表V1示數(shù)（V）	1.6	1.8	2.0	2.2	2.4
電流表A示數(shù)（A）	0.16	0.18	0.20	0.22	0.24

分析表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可得結(jié)論：當(dāng)導(dǎo)體的阻值不變時(shí)，通過導(dǎo)體的電流與電壓成正比．
（3）該實(shí)驗(yàn)中，在保證實(shí)驗(yàn)器材安全的前提下，電路中允許通過的最大電流為0.3A．

Answer 1

分析 （1）①含滑動(dòng)變阻器的電學(xué)實(shí)驗(yàn)，閉合開關(guān)之前，滑片要滑到滑動(dòng)變阻器的最大阻值處，看清滑動(dòng)變阻器下面選擇的是哪個(gè)接線柱，滑片移到相反的那端；
②由電路圖可以看出，電阻R₁和滑動(dòng)變阻器R₂串聯(lián)，電流表測(cè)電流，電壓表V₁測(cè)R₁的電壓，電壓表V₂測(cè)R₂的電壓；閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)電流表A為零，說明電路中有斷路，電壓表V₁的示數(shù)為零，說明電壓表V1和電源連接的部分有斷路，電壓表V₂的示數(shù)不為零，說明電壓表V₂與電源連接的部分無斷路．
（2）分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，結(jié)合控制變量法的思路，得出正確的結(jié)論．
（3）在“保證實(shí)驗(yàn)器材安全的前提下”，指的是電路中最大電流不能超過電流表的量程0.6A，電壓表V₁的示數(shù)不能超過3V，電壓表V₂的示數(shù)不能超過15V．

解答 解：（1）①滑動(dòng)變阻器下端選擇的是左面的接線柱，因此在閉合開關(guān)前，滑片要移到右端；
②電流表A為零，說明電路中R₁或R₂斷路；電壓表V₁的示數(shù)為零，說明R₁短路或R₂斷路；電壓表V₂的示數(shù)不為零，說明R₁沒有斷路，R₂沒有短路，綜合分析上述可能性，因此故障只能是電阻斷路．
（2）分析表格中記錄的數(shù)據(jù)，得到的結(jié)論是：當(dāng)導(dǎo)體的阻值不變時(shí)，通過導(dǎo)體的電流與電壓成正比；
（3）從（2）的表格中，計(jì)算出定值電阻R₁的阻值R₁=$\frac{{U}_{1}}{{I}_{1}}$=$\frac{1.6V}{0.16A}$=10Ω，電壓表V₁允許的最大電壓是3V，
因此為保護(hù)電壓表V₁，電路中允許的最大電流I=$\frac{{U}_{V1}}{{R}_{1}}$=$\frac{3V}{10Ω}$0.3A．
故答案為：（1）右；滑動(dòng)變阻器斷路；（2）正；（3）0.3．

點(diǎn)評(píng) 本題學(xué)生容易出錯(cuò)的地方在第（1）、（3）兩個(gè)問題上
（1）由電壓表和電流表示數(shù)判斷電路故障，解題思路是：
①電壓表無示數(shù)說明電壓表所測(cè)量電路中，包含電源的部分電路斷路或不包含電源部分短路，再由電路中有無電流來判斷是斷路還是短路．有電流，則電路為短路；無電流，則電路為斷路．
②電壓表有示數(shù)說明電壓表所測(cè)量電路中，包含電源的部分電路短路或不包含電源部分?jǐn)嗦�，再由電路中有無電流來判斷是斷路還是短路．有電流，則電路為短路；無電流，則電路為斷路．
（2）保證實(shí)驗(yàn)器材安全的前提下，指的是各測(cè)量型實(shí)驗(yàn)器材，在使用時(shí)都不能超過它的量程．