Question

6．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，實驗用到的電阻阻值分別為5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω．

（1）請根據(jù)圖甲將圖乙所示的實物電路連接完整（導(dǎo)線不允許交叉）．
（2）閉合開關(guān)后，發(fā)現(xiàn)電壓表有示數(shù)，電流表無示數(shù)，則電路中可能出現(xiàn)的故障是電阻斷路．
（3）解決問題后，實驗中多次改變R的阻值，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，記下電流表的示數(shù)，得到如圖丙所示的電流I隨電阻R變化的圖象．由丙圖象可以得出結(jié)論：電壓一定時，導(dǎo)體中的電流與電阻成反比．
（4）實驗中，小明用5Ω 的電阻做完實驗后，接下來的操作是斷開開關(guān)，將滑動變阻器的滑片移到最左端（或阻值最大處），然后將10Ω的電阻接入電路，閉合開關(guān)，移動滑片，使電壓表示數(shù)為2.5V時，讀出電流表的示數(shù)．
（5）滑動變阻器在此實驗中的主要作用是：保護電路和保持電阻兩端的電壓不變．
本實驗中，滑動變阻器的最大阻值不能小于35Ω．
（6）小紅想利用上述電路圖測量電阻阻值，不改變電路的連接，僅將定值電阻更換為待測電阻，調(diào)節(jié)滑動變阻器后，電表如圖丁所示，則待測電阻的阻值為10Ω．

Answer 1

分析 （1）圖乙中還未連入的元件有電壓表和滑動變阻器，電壓表應(yīng)并聯(lián)到定值電阻兩端，滑動變阻器按照“一上一下”連入電路．
（2）電流表無示數(shù)，電壓表有示數(shù)，則與電壓表并聯(lián)的電路斷路；
（3）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．
（4）每次實驗后，必須斷開開關(guān)，把滑片撥到最大阻值處，然后再更換電阻；閉合開關(guān)后，還要調(diào)節(jié)滑片，使定值電阻兩端的電壓保持不變．
（5）滑動變阻器的基本作用是保護電路，主要作用是保持電阻兩端的電壓不變；
根據(jù)電源電壓以及每次定值電阻兩端的電壓，利用串聯(lián)分壓可求出滑動變阻器的最小阻值；
（6）讀出電流表、電壓表的示數(shù)，根據(jù)R=$\frac{U}{I}$計算出電阻的阻值．

解答 解：（1）電壓表的“3”接線柱已接入電路，需要把“-”接線柱接到定值電阻的右邊接線柱，使電壓表并聯(lián)在定值電阻兩端；滑動變阻器下面的接線柱已連入電路，只要把上面任意一個接線柱與定值電阻右邊的接線柱相連即．要注意導(dǎo)線不要交叉．連好的實物圖如下圖所示：
．
（2）電壓表有示數(shù)，電流表無示數(shù)，則與電壓表并聯(lián)的電阻斷路；
（3）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，可得電壓一定時，導(dǎo)體中的電流與電阻成反比．
（4）更換電阻時，必須先斷開開關(guān)，并把滑動電阻器調(diào)至最大阻值處，即把滑片移到最左端；
換好定值電阻后，閉合開關(guān)，并移動滑片，使電壓表的示數(shù)為2.5V．
（5）滑動變阻器的基本作用是保護電路，主要作用是保持電阻兩端的電壓不變；
當(dāng)定值電阻R=25Ω時，由圖丙可知，此時電路中的電流I=0.1A，
則電路中的總電阻為：R_總=$\frac{U}{I}$=$\frac{6V}{0.1A}$=60Ω，
所以滑動變阻器的最大阻值不能小于：R_滑=R_總-R=60Ω-25Ω=35Ω．
（6）由題意知，電流表和電壓表的量程應(yīng)為小量程，所以電壓表的示數(shù)為2V，電流表的示數(shù)為0.2A，則待測電阻的阻值：
R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2V}{0.2A}$=10Ω．
故答案是：（1）見上圖；
（2）電阻斷路；
（3）電壓一定時，導(dǎo)體中的電流與電阻成反比；
（4）斷開開關(guān)，將滑動變阻器的滑片移到最左端（或阻值最大處）；2.5；
（5）保護電路；保持電阻兩端的電壓不變；35；
（6）10．

點評 該題通過實驗探究考查了電學(xué)元件的使用、分析圖象獲取信息的能力，難度不大，但需認真、細心分析．