Question

14．在探究“通過導(dǎo)體中的電流與電壓、電阻的關(guān)系”的實驗中，已知電源電壓為6V且保持不變，定值電阻的阻值分別為25Ω、20Ω、15Ω、10Ω，滑動變阻器的規(guī)格為“50Ω  1A”．
（1）根據(jù)圖1所示電路，用筆畫線代替導(dǎo)線將圖2所示的實物電路連接完整；

（2）連接電路檢查無誤后，完成探究將采用到的方法是控制變量法（選填“等效替代法”、“模型法”或“控制變量法”）；
（3）如連接電路時不慎將電流表與電壓表位置顛倒，則閉合開關(guān)后，電流表無示數(shù)，電壓表有示數(shù)（兩空均選填“有”或“無”）；
（4）排除故障并接好電路后，移動滑片P使定值電阻兩端的電壓保持為3V不變，當(dāng)定值電阻由25Ω更換為15Ω時，滑片P應(yīng)向左（選填“左”或“右”）移動；通過實驗應(yīng)得到的結(jié)論是：當(dāng)電壓一定時，通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比；
（5）為探究“電流與電壓的關(guān)系”，保證定值電阻的阻值為10Ω不變，移動滑片，當(dāng)電流表示數(shù)如圖11，此時滑動變阻器消耗的電功率為0.8W；如用小燈泡代替定值電阻來進行實驗，發(fā)現(xiàn)電壓表與電流表示數(shù)的比值會發(fā)生變化．其原因是：小燈泡的燈絲電阻會隨溫度的升高而增大（選填“增大”或“減小”）．

Answer 1

分析 （1）電阻、滑動變阻器串聯(lián)在電路中，電壓表與電阻并聯(lián)，電流表和電阻串聯(lián)，根據(jù)I=$\frac{U}{R}$求出電路中的最大電流，確定電流表的量程；
（2）探究“通過導(dǎo)體中的電流與電壓、電阻的關(guān)系”的實驗中，應(yīng)該采用控制變量法，控制導(dǎo)體兩端的電壓或?qū)�體的電阻不變；
（3）電壓表內(nèi)阻較大，故電壓表在電路中相當(dāng)于斷路，應(yīng)并聯(lián)在電路中；而電流表內(nèi)阻較小，在電路中相當(dāng)于短路，故電流表應(yīng)串聯(lián)在電路中；根據(jù)電路及互換后兩表的接法可知兩表的示數(shù)；
（4）當(dāng)定值電阻R的阻值由25Ω換成10Ω時，電路中的總電阻變小，電路中的電流變大，滑動變阻器兩端分得的電壓變大，定值電阻兩端的電壓變小，為保持電阻兩端的電壓不變，應(yīng)增大電路中的電流，減小滑動變阻器接入電路的電阻；電壓一定時，導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體的電阻成反比；
（5）讀出電路中的電流大小，求出電阻兩端的電壓，求出滑動變阻器兩端的電壓，根據(jù)P=UI求出滑動變阻器消耗的功率；
燈絲的電阻隨著溫度的升高而增大．

解答 解：（1）電路中的最大電流：
I=$\frac{U}{R}$=$\frac{6V}{10Ω}$=0.6A，所以電流表選0～0.6A量程，和電阻串聯(lián)在電路中，如下圖所示：

（2）在探究“通過導(dǎo)體中的電流與電壓、電阻的關(guān)系”的實驗中，應(yīng)該控制采用控制變量法，控制電壓或電阻不變，來研究電流和電阻、電壓的關(guān)系；
（3）當(dāng)兩表互換后，電壓表串接在電路中，相當(dāng)于斷路，則由歐姆定律可得，電路中沒有電流，故電流表示數(shù)為零；
而此時相當(dāng)于電壓表并聯(lián)在電源兩端，測的是電源電壓，故電壓表示數(shù)接近電源電壓；
（4）當(dāng)定值電阻R的阻值由25Ω換成10Ω時，電路中的總電阻變小，電路中的電流變大，滑動變阻器兩端分得的電壓變大，定值電阻兩端的電壓變小，
為保持電阻兩端的電壓不變，應(yīng)增大電路中的電流，減小滑動變阻器接入電路的電阻即滑片向左移動；
通過實驗應(yīng)得到的結(jié)論是：當(dāng)電壓一定時，通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比；
（5）圖3中電流表選用的是0.6A量程，分度值為0.02A，此時的電流為0.2A，
電阻兩端的電壓：U_R=IR=0.2A×10Ω=2V，
滑動變阻器兩端的電壓：
U_滑=U-U_R=6V-2V=4V，
滑動變阻器消耗的電功率：
P=U_滑I=4V×0.2A=0.8W；
燈泡的燈絲電阻會隨溫度的升高而增大．
故答案為：（1）如上圖；（2）控制變量法；（3）無；有；（4）左；反比；（5）0.8； 增大．

點評 本題考查了實物圖的連接、電路的動態(tài)分析、串聯(lián)電路的特點和歐姆定律以及電功率的計算、電流表的讀數(shù)等，考查的知識點較多，綜合性強，在做題時要認(rèn)真審題，靈活應(yīng)用所學(xué)物理知識進行解答，對學(xué)生的綜合能力要求較高．