Question

【題目】小江用圖甲的實(shí)驗(yàn)器材探究“電流與電阻的關(guān)系”，電源電壓恒為4.5V，滑動(dòng)變阻器上標(biāo)有“30Ω 2A”字樣，阻值為5Ω、10Ω、20Ω，30Ω的定值電阻各一個(gè)。

(1)請(qǐng)你用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線，把圖甲所示電路補(bǔ)充完整；（導(dǎo)線不得交叉）

（______________）

(2)連接電路時(shí)，開(kāi)關(guān)應(yīng)該_____；小江將5Ω定值電阻接入電路后，閉合開(kāi)關(guān)，發(fā)現(xiàn)電流表有示數(shù)而電壓表無(wú)示數(shù)，則電路中的故障可能是（______________）；

A.電流表短路 B.電壓表短路 C.滑動(dòng)變阻器短路

(3)排除故障后，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，電流表示數(shù)如圖乙所示，此時(shí)電路中的電流為_____A；更換阻值為10Ω的電阻后，為完成實(shí)驗(yàn)，應(yīng)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使電壓表示數(shù)為_____V，記錄此時(shí)的電流表示數(shù)；更換20Ω電阻，重復(fù)剛才的實(shí)驗(yàn)步驟：當(dāng)小江換上30Ω的電阻時(shí)，發(fā)現(xiàn)無(wú)論怎樣調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，都無(wú)法使電壓表示數(shù)為剛才的數(shù)值，你覺(jué)得原因可能是_____（寫(xiě)出一條即可）；

(4)小江又將定值電阻替換為燈泡，測(cè)出在不同電壓下燈泡的電流值，將記錄下米的數(shù)據(jù)描繪成U—I圖像，如圖丙：實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)燈泡電阻隨溫度升高而增大，則正確的圖像為（______________）

A. B. C.

(5)隔壁組的小渝同學(xué)拿米一個(gè)阻值為幾千歐的也阻Rx，想讓小江幫忙測(cè)量。用剛才的器材和圖甲的電路圖_____（選填“能”或“不能”）完成測(cè)量；查閱資料，他們發(fā)現(xiàn)電壓表相當(dāng)于一個(gè)能顯示自身兩端電壓的定值電阻，找實(shí)驗(yàn)室老師要了一個(gè)2000Ω的定值電阻R0，設(shè)計(jì)了電路圖丁，電源電壓恒為4.5V，S1閉合，S2接1時(shí)，電壓表示數(shù)為3V，S2接2時(shí)，電壓表示數(shù)為2.5V，則Rx=_____Ω。

Answer 1

【答案】見(jiàn)解析 斷開(kāi) B 0.4 2 變阻器的最大電阻太小或控制電壓表的示數(shù)較低 A 不能 1250

【解析】

(1)[1]變阻器“一上一下”接入電路中，電壓表與電阻并聯(lián)，如下圖所示：

。

(2)[2]連接電路時(shí)，為了保護(hù)電路，開(kāi)關(guān)應(yīng)該斷開(kāi)。

[3]A．若電流表短路B，則電流表示數(shù)為0，不符合題意；

B．若電壓表短路，則電路為通路，電流表有示數(shù)，電壓表沒(méi)有示數(shù)，符合題意；

C．若滑動(dòng)變阻器短路，則電路為通路，電流表和電壓表均有示數(shù)，不符合題意；

發(fā)現(xiàn)電流表有示數(shù)而電壓表無(wú)示數(shù)，則電路中的故障可能是電壓表短路。

選B。

(3)[4]排除故障后，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，電流表示數(shù)如圖乙，電流表選用小量程，分度值為0.02A，此時(shí)電路中的電流為0.4A。

[5]由歐姆定律，電壓表示數(shù)

研究電流與電阻關(guān)系時(shí)，要控制電阻的電壓不變，故更換阻值為10Ω的電阻后，為完成實(shí)驗(yàn)，應(yīng)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使電壓表示數(shù)為2V，記錄此時(shí)的電流表示數(shù)。

[6]電壓表控制的電壓為2V，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)為的1.25倍，根據(jù)分壓原理，當(dāng)接入30Ω電阻時(shí)，變阻器連入電路中的電阻為

如果只更換滑動(dòng)變阻器，更換的滑動(dòng)變阻器最大阻值不小于37.5Ω；根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律和分壓原理有

即

解之得UV′=2.25V，故如果只調(diào)整電壓表示數(shù)，他應(yīng)控制電壓表的示數(shù)不低于2.25V；故當(dāng)小江換上30Ω的電阻時(shí)，發(fā)現(xiàn)無(wú)論怎樣調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，都無(wú)法使電壓表示數(shù)為剛才的數(shù)值，原因可能是變阻器的最大電阻太小、控制電壓表的示數(shù)較低。

(4)[7]燈的電阻隨溫度的升高而變大，不是一個(gè)定值，故電流隨電壓的變化圖像不是過(guò)原點(diǎn)的直線，B錯(cuò)誤；由圖2中的A知，電壓增大量大于電流增加量，由歐姆定律，電阻變大；由C知，電壓增大量小于電流增加量，由歐姆定律，電阻變小，C錯(cuò)誤。

則正確的圖像為A。

(5)[8]電源電壓恒為4.5V，隔壁組的小渝同學(xué)拿來(lái)一個(gè)阻值為幾千歐的電阻Rx想讓小江幫忙測(cè)量，由歐姆定律，電路的最大電流遠(yuǎn)小于電流表分度值0.02A，故不能測(cè)量出電路的電流大小，不能根據(jù)伏安法測(cè)電阻大小。

[9]設(shè)計(jì)了電路圖丁，電源電壓恒為4.5V，S2接2時(shí)，定值電阻與電壓表串聯(lián)，電壓表示數(shù)為2.5V，由串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，定值電阻的電壓為

由分壓原理，電壓表內(nèi)阻為

S1閉合，S2接1時(shí)，待測(cè)電阻與電壓表串聯(lián)，電壓表示數(shù)為3V；由串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，定值電阻的電壓為

由分壓原理

可得Rx的阻值為1250Ω。