Question

小明利用如圖甲所示的電路探究“電流跟電阻的關(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、20Ω．（1）請根據(jù)圖甲將圖乙所示的實(shí)物電路連接完整（導(dǎo)線不允許交叉）；
（2）實(shí)驗(yàn)電路接好后，合上開關(guān)時(shí)，小明發(fā)現(xiàn)全班各小組的電路出現(xiàn)了以下故障：
①故障現(xiàn)象：兩表的示數(shù)均較�。畽z測：移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片，現(xiàn)象不變；故障原因是______．
②故障現(xiàn)象：電壓表示數(shù)較大、電流表無示數(shù)．檢測：取下電阻，兩表的示數(shù)不變；故障原因是______．
（3）排除故障后進(jìn)行試驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)中多次改變R的阻值，調(diào)節(jié)滑動(dòng)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)，得到如圖丙所示的電流隨電阻R變化的圖象：①由圖象可以得出結(jié)論______；
②上述實(shí)驗(yàn)中，小明用5Ω的電阻做完實(shí)驗(yàn)后，然后將10Ω的電阻接入電路，閉合開關(guān)，電壓表的示數(shù)將會(huì)______（選填“變大”、“變小”或“不變”），此時(shí)應(yīng)該向______（選填“左”或“右”）移動(dòng)滑片；
（4）實(shí)驗(yàn)室提供了兩個(gè)不同規(guī)格的滑動(dòng)變阻器：A：“30Ω  2A”，B：“50Ω  1A”，要完成上述實(shí)驗(yàn)，應(yīng)該選取滑動(dòng)變阻器______（填代號），不選另外一個(gè)滑動(dòng)變阻器的原因是______．

Answer 1

【答案】分析：（1）根據(jù)圖甲所示電路圖連接實(shí)物電路圖．
（2）根據(jù)電路故障現(xiàn)象分析電路故障原因．
（3）根據(jù)圖象分析電流與電阻間的關(guān)系；用大電阻替換小電阻后，電阻分壓變大，電壓表示數(shù)變大，為保持電阻兩端電壓不變，應(yīng)增加滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值，增大滑動(dòng)變阻器的分壓，使定值電阻兩端電壓變小，以便保持電阻兩端電壓不變．
（4）根據(jù)圖象求出定值電阻最大時(shí)的電路電流，由串聯(lián)電路特點(diǎn)及歐姆定律求出此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值，然后選擇滑動(dòng)變阻器．
解答：解：（1）根據(jù)圖甲所示電路圖連接實(shí)物電路圖，實(shí)物電路圖如圖所示．
（2）①閉合開關(guān)，電流表示數(shù)很小，說明電路電阻很大，電壓表示數(shù)很小，說明定值電阻電壓很小，與定值電阻串聯(lián)的滑動(dòng)變阻器分壓較大，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值很大；移動(dòng)滑片，現(xiàn)象不變，說明移動(dòng)滑片，不能改變滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值，綜合分析可知，滑動(dòng)變阻器同時(shí)接下面兩個(gè)接線柱，滑動(dòng)變阻器被接成了定值電阻．
②閉合開關(guān)，電流表無示數(shù)，說明電路存在斷路；電壓表示數(shù)較大，說明電壓表與電源兩極相連，電壓表并聯(lián)電路之外電路不存在斷路；取下電阻，兩表示數(shù)不變，說明與電壓表并聯(lián)的電阻斷路．
（3）①由圖丙所示圖象可知，在電壓一定的情況下，電流與電阻乘積是一個(gè)定值，即電流與電阻成反比，由此可知，在電壓一定的情況下，電流與電阻成反比；
②用5Ω的電阻做完實(shí)驗(yàn)后，然后將10Ω的電阻接入電路，定值電阻分壓變大，電壓表的示數(shù)將變大，為保持電阻兩端電壓不變，由電路圖可知，應(yīng)向左端移動(dòng)滑片，增大滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值，增大滑動(dòng)變阻器分壓，減小定值電阻兩端電壓，以便保持定值電阻電壓不變．
（4）由圖象可知，當(dāng)定值電阻阻值為20Ω時(shí)，電路電流為0.1A，∵I=，∴電路總電阻R_總===60Ω，R_滑=R_總-R=60Ω-20Ω=40Ω＞30Ω，因此實(shí)驗(yàn)應(yīng)選滑動(dòng)變阻器B．
故答案為：（1）電路圖如圖所示；（2）①滑動(dòng)變阻器同時(shí)接下面兩個(gè)接線柱；②電阻斷路；（3）①在電壓一定時(shí)，電流與電阻阻值成反比；②變大；左；（4）B；定值電阻為20Ω時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為40Ω，大于A的最大阻值．
點(diǎn)評：本題考查了連接實(shí)物電路圖、電路故障分析、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理、滑動(dòng)變阻器的調(diào)節(jié)、實(shí)驗(yàn)器材選取等問題；分析清楚實(shí)驗(yàn)電路圖、明確各電路元件的連接方式然后再連接實(shí)物電路圖；由圖丙所示圖象找出電阻與所對應(yīng)的電流，應(yīng)用歐姆定律與串聯(lián)電路特點(diǎn)求出滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值是正確選擇滑動(dòng)變阻器的關(guān)鍵．