Question

4．利用如圖所示的電路探究電流跟電壓的關(guān)系，電源電壓為6V不變．

（1）按圖甲，在圖乙中把接錯的一根導(dǎo)線打上“×”，再畫線把它改到正確的位置上．
（2）正確連接電路后，再閉合開關(guān)，移動滑片，發(fā)現(xiàn)電壓表和電流表的示數(shù)均為0；繼續(xù)移動滑片，當兩電表指針剛好偏轉(zhuǎn)且穩(wěn)定時，基示數(shù)見序號3，繼續(xù)實驗，數(shù)據(jù)見序號4和序號5．

數(shù)據(jù)序號	1	2	3	4	5
電壓/V	0	0	1	2	3
電流/A	0	0	0.1	0.2	0.3

①根據(jù)第5組數(shù)據(jù)，在圖丙中用“↑”標出電流表指針所在的位置．
②由序號1、2兩組數(shù)據(jù)可判斷，該電流故障為R₁接觸不良（選填“R₁接觸不良”、“R₂斷路”或“R₂短路”）．
③序號3、4、5三組數(shù)據(jù)表明：在導(dǎo)體的電阻一定時，導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比．
④根據(jù)表中數(shù)據(jù)計算，滑動變阻器接入電路的最大阻值為50Ω，滑動變阻器消耗的功率變化了0.4W．

Answer 1

分析 （1）測電阻的實驗中電壓表應(yīng)測定值電阻兩端電壓，即與定值電阻并聯(lián)，電流表測定值電阻電流與其串聯(lián)，由圖可知，電壓表與定值電阻串聯(lián)，電流表與定值電阻并聯(lián)了，只改一根導(dǎo)線，應(yīng)將定值電阻右側(cè)連接電流表的導(dǎo)線接到電壓表的左側(cè)接線柱上即可．
（2）①圖丙中電流表接的是0.6A量程，分度值為0.02A，第5組數(shù)據(jù)中電流為0.3A，電流表指針應(yīng)指在0.2A與0.4A正中間的位置；
②由序號1、2兩組數(shù)據(jù)中電流表示數(shù)為0，可判斷電路為斷路，電壓表也為0，說明不是和電壓表并聯(lián)的電阻斷路，和電壓表并聯(lián)的電阻斷路時電壓表示數(shù)應(yīng)該接近電源電壓，所以是“R₁接觸不良”；
③序號3、4、5三次實驗都是在一個定值電阻下進行的，所以導(dǎo)體電阻沒有變化，通過三組數(shù)據(jù)表明導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比；
④依據(jù)串聯(lián)分壓原理，定值電阻R₂電壓最小時，滑阻分的電壓最大，此時滑阻R₁阻值最大，也就是說第三組數(shù)據(jù)時滑阻R₁阻值最大．從電源電壓6V里減去定值電阻R₂的電壓，得到滑阻R₁電壓，由于R₂與R₁串聯(lián)，電流相等為0.1A，根據(jù)歐姆定律可計算滑阻阻值，利用公式P=I²R可計算滑阻電流在0.1A和0.3A時的功率，然后大功率減去小功率就是功率變化值．

解答 解：（1）測電阻的實驗中電壓表應(yīng)測定值電阻兩端電壓，即與定值電阻并聯(lián)，電流表測定值電阻電流與其串聯(lián)，由圖可知，電壓表與定值電阻串聯(lián)，電流表與定值電阻并聯(lián)了，只改一根導(dǎo)線，應(yīng)將定值電阻右側(cè)連接電流表的導(dǎo)線接到電壓表的左側(cè)接線柱上即可；

（2）①圖丙中電流表接的是0.6A量程，分度值為0.02A，第5組數(shù)據(jù)中電流為0.3A，電流表指針應(yīng)指在0.2A與0.4A正中間的位置；

②由序號1、2兩組數(shù)據(jù)中電流表示數(shù)為0，可判斷電路為斷路，電壓表也為0，說明不是和電壓表并聯(lián)的電阻斷路，和電壓表并聯(lián)的電阻斷路時電壓表示數(shù)應(yīng)該接近電源電壓，所以是“R₁接觸不良”；
③序號3、4、5三次實驗都是在一個定值電阻下進行的，所以導(dǎo)體電阻沒有變化，通過三組數(shù)據(jù)表明導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比；
④U₁=U-U₂=6V-1V=5V
R₁=$\frac{{U}_{1}}{I}$=$\frac{5V}{0.1A}$=50Ω   
P₁=I²R₁=（0.1A）²×50Ω=0.5W
當?shù)?次時，滑阻電壓為：U′=6V-3V=3V
此時電流為：I=0.3A
P₁′=U′×I=3V×0.3A=0.9W
P₁′-P₁=0.9W-.5W=0.4W
故答案為：（1）見上圖； （2）①見上圖； ②R₁接觸不良； ③電阻；⑤50；0.4．

點評 本題考查導(dǎo)體上電流與電壓的關(guān)系，第一小題的實物圖連接是一個�？碱}型，要求學(xué)生能熟練掌握滑阻、電表的正確連接方式，第二小題用到串聯(lián)分壓、電功率公式，這要求學(xué)生熟練掌握計算公式．