10.某班同學(xué)為了“探究電流與電阻的關(guān)系”,設(shè)計了如圖甲所示的實驗電路.在學(xué)校實驗室找來了如下一些實驗器材:電壓恒為3V的電源,電流表、電壓表各一只,一個開關(guān),阻值分別為10Ω、20Ω、25Ω的定值電阻各一個,滑動變阻器和導(dǎo)線若干.

(1)連接電路時,應(yīng)讓開關(guān)處于斷開狀態(tài),滑動變阻器置于A端(填“A”或“B”).滑動變阻器的作用是:保護電路.
(2)小強連接好電路后,閉合開關(guān),移動滑片時,電壓表的示數(shù)增大,電流表的示數(shù)減小,可能出現(xiàn)的錯誤是:電壓表接到了滑動變阻器兩端.
(3)小輝同學(xué)連接好電路,通電時發(fā)現(xiàn)電流表有示數(shù)但很小,移動滑動變阻器滑片不能改變電流和電壓,則原因是:滑動變阻器都接了下接線柱.
(4)排除故障后,小華先把10Ω的電阻接入電路,移動滑動變阻器的滑片P,使電壓表示數(shù)為2.5V,讀出電流表的示數(shù)后,斷開開關(guān)S,她直接拆下10Ω的電阻,改換成阻值為20Ω的電阻繼續(xù)做實驗,接下來她應(yīng)向A端(填“A”或“B”)移動滑動變阻器的滑片P繼續(xù)做實驗.
(5)小華完成了多組實驗,利用收集到的數(shù)據(jù),作出了如圖所示的電流I隨電阻R變化的關(guān)系圖象,分析圖象得出結(jié)論:當電壓一定時,電流與電阻成反比.
(6)為了能用所選的三只定值電阻完成實驗,小華所選滑動變阻器的最大阻值應(yīng)不小于5Ω.

分析 (1)連接電路時,開關(guān)應(yīng)斷開,滑動變阻器的滑片應(yīng)置于最大值處;滑動變阻器能保護電路;
(2)連接電路后,閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)移動滑片時,電流表示數(shù)變小而電壓表示數(shù)在變大,出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是電壓表并聯(lián)在變阻器兩端;
(3)滑動變阻器的正確接法是“一上一下”;
(4)根據(jù)串分壓的知識,定值電阻的阻值變大,兩端電壓變大,要保持其兩端電壓不變,應(yīng)減小變阻器的阻值;
(5)分析圖丙中圖象,曲線上每一點對應(yīng)的電流和電阻的乘積相等,說明電壓一定時,導(dǎo)體中的電流與電阻成反比.
(6)根據(jù)滑動變阻器的最大阻值與定值電阻阻值間的關(guān)系,由串聯(lián)電路的分壓原理分析電壓表不能達到要求的原因.

解答 解:
(1)為了保護電路,連接電路時開關(guān)應(yīng)處于斷開狀態(tài),滑動變阻器的滑片應(yīng)置于最大值A(chǔ)端;滑動變阻器能保護電路;
(2)連接電路后,閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)移動滑片時,電流表示數(shù)變小而電壓表示數(shù)在變大,出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是電壓表并聯(lián)在變阻器兩端;
(3)連接好電路后發(fā)現(xiàn)電壓表與電流表均有示數(shù),但示數(shù)很小,且無論如何移動滑動變阻器滑片,電壓表與電流表示數(shù)均無明顯變化.則可能存在的原因是滑動變阻器是選擇的最下面的兩個接線柱;
(4)由圖可知,電壓表所選量程為0~3V,根據(jù)指針位置可知,其示數(shù)是2.4V,
拆下阻值為10Ω的電阻改換成阻值為2OΩ的電阻.閉合開關(guān),電壓表的示數(shù)會變大,應(yīng)增大滑動變阻器的阻值,則應(yīng)將變阻器滑片向右移動,使電壓表的示數(shù)不變?yōu)?V;
(5)分析圖丙圖象,曲線上每點對應(yīng)的電流和電阻的乘積都等于2.5V,說明電壓一直保持在2.5V,此時導(dǎo)體中的電流與電阻成反比;
(6)當改用25Ω的電阻時,電路中的電流I=0.1A;滑動變阻器的阻值為:R=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{0.5V}{0.1A}$=5Ω.
故答案為:(1)斷開、A、保護電路;(2)電壓表接到了滑動變阻器兩端;(3)滑動變阻器都接了下接線柱;(4)2.5;A;(5)當電壓一定時,電流與電阻成反比;(6)5.

點評 本題考查了連接實物電路圖、實驗數(shù)據(jù)處理、實驗操作分析、實驗操作改進等問題,實驗操作分析及實驗改進措施是本題的難點,要根據(jù)串聯(lián)電路的分壓原理認真分析,然后提出改進措施.

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