Question

6．小紅利用圖甲所示的電路探究電流與電阻的關(guān)系．已知電源電壓為6V且保持不變，實(shí)驗(yàn)用到的電阻阻值分別為5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω．

（1）實(shí)驗(yàn)中多次改變R的阻值，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，使電壓表示數(shù)保持不變，記下電流表的示數(shù)，得到如圖乙所示的電流I隨電阻R變化的圖象，由圖象可得出結(jié)論：電壓一定時(shí)，導(dǎo)體中的電流與電阻成反比．
（2）在上述實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)在讀取完電流表示數(shù)后，直接拆下阻值為5Ω的電阻，改換成阻值為10Ω的電阻，請你指出他在操作中的錯誤：沒有斷開開關(guān)；在讀取電流表示數(shù)之前，他應(yīng)進(jìn)行的操作是：向左　移動滑片，使電壓表示數(shù)為2.5V．
（3）若在實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)電流表示數(shù)為0，電壓表的示數(shù)為6V，則電路出現(xiàn)的故障可能是電阻斷路．
（4）小紅想將定值電阻換成小燈泡來探究電流與電壓的關(guān)系，你認(rèn)為她的實(shí)驗(yàn)方案可行嗎？不可行（選填“可行”或“不可行”）．
（5）根據(jù)如圖丙所示的小磁針指向，畫出通電螺線管的導(dǎo)線繞法．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)圖象分析電流和電阻的關(guān)系：電壓一定，電流和電阻成反比；分析圖丙中圖象，曲線上每一點(diǎn)對應(yīng)的電流和電阻的乘積相等，據(jù)此得出結(jié)論；
（2）在連接電路時(shí)，必須斷開開關(guān)；拆下阻值為5Ω的電阻改換成阻值為10Ω的電阻，則根據(jù)電路中的電阻變大，根據(jù)歐姆定律和串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)判斷電壓表示數(shù)的變化；將滑動變阻器的滑片移到最左端時(shí)接入電路中的電阻最大，將5Ω的電阻更換為10Ω的電阻接入電路后，應(yīng)減小滑動變阻器接入電路中的電阻，使電壓表的示數(shù)達(dá)到原來的示數(shù)不變；
（3）電流表示數(shù)為零說明電路斷路，電壓表有示數(shù)說明電壓表和電源連接的部分電路正常；
（4）知道燈絲的電阻受溫度的影響，要探究電流與電壓的關(guān)系，需保持電阻不變．
（5）由磁極間的相互作用可知螺線管的磁極，則由右手螺旋定則可知螺線管的繞法．

解答 解：（1）分析圖乙圖象，曲線上每點(diǎn)對應(yīng)的電流和電阻的乘積都等于2.5V，由此得出結(jié)論：電壓一定時(shí)，導(dǎo)體中的電流與電阻成反比；
（2）據(jù)題意可知，這位同學(xué)沒有斷開開關(guān)就更換電阻，是錯誤的；拆下阻值為5Ω的電阻改換成阻值為10Ω的電阻，則電路中的電阻變大，根據(jù)歐姆定律可知電路中的電流變小，變阻器兩端的電壓減小，由于電源電壓不變，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)可知：10Ω電阻兩端的電壓變大，即電壓表示數(shù)變大．在用10Ω電阻替換5Ω電阻時(shí)，應(yīng)先斷開開關(guān)，拆下5Ω的電阻，然后換上10Ω的電阻，閉合開關(guān)，由于10Ω電阻兩端的電壓變大，所以應(yīng)增大滑動變阻器接入電路中的電阻，將即滑動變阻器的滑片向左移動，減小電路中的電流，使電壓的示數(shù)達(dá)到2.5V．
（3）電流表的示數(shù)為零說明電路中有斷路，再根據(jù)電壓表的示數(shù)判斷出電路故障．電壓表示數(shù)為3V等于電源電壓，說明電壓表的兩個(gè)接線柱和電源連接的部分沒有斷路，所以故障是電阻斷路了；
（4）由于燈絲的電阻受溫度的影響，要探究電流與電壓的關(guān)系，需保持電阻不變，所以不能用小燈泡做此實(shí)驗(yàn)．
（5）小磁針N極接近螺線管，因異名磁極相互吸引，則螺線管右側(cè)為S極，左側(cè)為N極；
電源右側(cè)為正極，則由右手螺旋定則可知螺線管的繞向如圖：

故答案為：（1）電壓一定時(shí)，導(dǎo)體中的電流與電阻成反比；（2）沒有斷開開關(guān)；左；（3）電阻斷路；（4）不可行；（5）如上圖．

點(diǎn)評 本題考查了電路故障的判斷、控制變量法在實(shí)驗(yàn)結(jié)論中的應(yīng)用等，關(guān)鍵：一是會根據(jù)電源的電壓和電路中的最大電流確定電表的量程；二是會根據(jù)控制變量法分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出結(jié)論，特別是會分析表中的示數(shù)得出電流與電阻的關(guān)系．