Question

【題目】某學(xué)習小組在“探究通電導(dǎo)體中的電流與電阻的關(guān)系”實驗中，連接了如圖甲所示的電路（電源電壓保持4.5V不變）。

(1)用筆畫線代替導(dǎo)線將圖甲實物電路連接完整；（要求：滑動變阻器的滑片P向左移動時，電路中電流變大；導(dǎo)線不得交叉）

（______）

(2)連接好電路，閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)等于電源電壓，電流表有示數(shù)，移動滑片，電表示數(shù)不變，則故障為滑動變阻_________；

(3)探究通電導(dǎo)體中的電流與電阻的關(guān)系實驗要在電壓一定時進行，圖乙是小組根據(jù)測得的實驗數(shù)據(jù)繪制的電流I隨電阻R變化的圖像。由圖像可知R兩端的電壓為________V；當R的電阻由5Ω更換為10Ω時，閉合開關(guān)后，為使R兩端的電壓________ （選填“改變”或“不變”），滑動變阻器的滑片應(yīng)向____（選填“左”或“右”）端滑動；若實驗中R的阻值分別是5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω，為了保證完成實驗，則滑動變阻器的阻值至少是________Ω。

Answer 1

【答案】 被短路 3 不變 右 12.5

【解析】

(1)[1]滑動變阻器的滑片P向左移動，電路中電流變大，即電阻變小，故變阻器左下接線柱連入電路中與電阻串聯(lián)，如下所示

(2)[2]連接好電路，閉合開關(guān)，電流表有示數(shù)，即電路中有電流通過，則故障類型為短路，電壓表示數(shù)等于電源電壓，只能是滑動變阻被短路。

(3)[3]圖乙是小組根據(jù)測得的實驗數(shù)據(jù)繪制的電流I隨電阻R變化的圖象，由圖象可知R兩端的電壓為

U=IR=0.6A×5Ω=3V

[4]探究電流與電阻的實驗中應(yīng)控制電壓不變，即保持電阻兩端的電壓不變。

[5]根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律可知，應(yīng)增大滑動變阻器分得的電壓，由分壓原理，應(yīng)增大滑動變阻器連入電路中的電阻，所以滑片應(yīng)右端移動，使電壓表的示數(shù)仍為3V。

[6]電壓表控制的電壓為3V，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，變阻器分得的電壓

U滑=4.5V-3V=1.5V

變阻器分得的電壓為電壓表示數(shù)的0.5倍，根據(jù)分壓原理，當接入25Ω電阻時，變阻器連入電路中的電阻為

R滑=0.5×25Ω=12.5Ω

故為了完成整個實驗，應(yīng)該選取最大阻值至少為12.5Ω的滑動變阻器。