Question

【題目】小紅利用圖甲所示的電路探究電流與電阻的關(guān)系．已知電源電壓為6V且保持不變，實(shí)驗(yàn)用到的電阻阻值分別為5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω．

（1）根據(jù)甲所示電路圖，用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖丙的實(shí)物圖連接完整．

（____________）

（2）實(shí)驗(yàn)中多次改變R的阻值，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，使電壓表示數(shù)保持不變，記下電流表的示數(shù)，得到如圖乙所示的電流I隨電阻R變化的圖象，由圖象可得出結(jié)論：在電壓一定時(shí)，通過(guò)導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成_____．

（3）在上述實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)在讀取完電流表示數(shù)后，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，拆下阻值為5Ω的電阻，改換成阻值為10Ω的電阻，在讀取電流表示數(shù)之前，按照圖丙，他應(yīng)進(jìn)行的操作是：向_____（選填“左”或“右”）移動(dòng)滑片，使電壓表示數(shù)為_____ V．

（4）現(xiàn)在有兩種規(guī)格的滑動(dòng)變阻器：甲標(biāo)有“1A、40Ω”，乙標(biāo)有“1A、30Ω”，為了使所給的5個(gè)定值電阻分別接入電路中都能正常進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，應(yīng)選擇_____（選填“甲”或“乙”）

（5）若在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)電流表示數(shù)為0，電壓表的示數(shù)為6V，則電路故障可能是____．

（6）小紅想將定值電阻換成小燈泡來(lái)探究電流與電壓的關(guān)系，你認(rèn)為她的實(shí)驗(yàn)方案可行嗎？____（選填“可行”或“不可行”）．

Answer 1

【答案】 反比 右 2.5 甲 R斷路 不可行

【解析】

(1)圖丙中還未連入的元件有電壓表和滑動(dòng)變阻器，電壓表應(yīng)并聯(lián)到定值電阻兩端，滑動(dòng)變阻器按照“一上一下”連入電路，根據(jù)電路圖連接實(shí)物圖；

(2)根據(jù)圖象分析電流和電阻的關(guān)系：電壓一定，電流和電阻成反比；分析圖丙中圖象，曲線上每一點(diǎn)對(duì)應(yīng)的電流和電阻的乘積相等，據(jù)此得出結(jié)論；

(3)據(jù)控制變量法，研究電流與電阻的關(guān)系時(shí)，需控制定值電阻的電壓相同，當(dāng)換上大電阻時(shí)，根據(jù)分壓原理確定電壓表示數(shù)的變化，由串聯(lián)電路電壓的規(guī)律結(jié)合分壓原理確定滑片移動(dòng)的方向；

(4)由圖丙可知，定值電阻兩端的電壓為2.5V，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律得出滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，當(dāng)最大的定值電阻接入電路中時(shí)，由分壓原理得出變阻器連入電路中的電阻，據(jù)此判斷即可；

(5)電流表示數(shù)為0說(shuō)明電路斷路，電壓表有示數(shù)說(shuō)明電壓表和電源連接的部分電路正常；

(6)知道燈絲的電阻受溫度的影響，要探究電流與電壓的關(guān)系，需保持電阻不變．

(1)[1]滑動(dòng)變阻器按一上一下的原則串聯(lián)在電路中，而滑片右移時(shí)阻值變大，則滑動(dòng)變阻器的左下方接線柱A與開(kāi)關(guān)相連組成電路，電壓表應(yīng)并聯(lián)到定值電阻兩端，量程應(yīng)選取0～15V，如下圖所示：

(2)[2]分析圖乙圖象，曲線上每點(diǎn)對(duì)應(yīng)的電流和電阻的乘積都等于2.5V，由此得出結(jié)論：電壓一定時(shí)，導(dǎo)體中的電流與電阻成反比；

(3)[3][4]根據(jù)串聯(lián)分壓原理可知，將定值電阻R由5Ω改接成10Ω的電阻，電阻增大，其分得的電壓增大；探究電流與電阻的實(shí)驗(yàn)中應(yīng)控制電壓不變，即應(yīng)保持電阻兩端的電壓不變，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律可知應(yīng)增大滑動(dòng)變阻器分得的電壓，由分壓原理，應(yīng)增大滑動(dòng)變阻器連入電路中的電阻，所以滑片應(yīng)向右端移動(dòng)，使電壓表的示數(shù)為2.5V，讀出電流表的示數(shù)；

(4)[5]由圖乙可知，定值電阻兩端的電壓為，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，滑動(dòng)變阻器兩端的電壓為：

，

當(dāng)最大的定值電阻接入電路中時(shí)，由圖乙可知對(duì)應(yīng)電流為0.1A，此時(shí)滑動(dòng)變阻器的阻值：

，

即滑動(dòng)變阻器的最大阻值至少為35Ω，故選甲；

(5)[6]電流表的示數(shù)為0說(shuō)明電路中有斷路，再根據(jù)電壓表的示數(shù)判斷出電路故障；電壓表示數(shù)為6V等于電源電壓，說(shuō)明電壓表的兩個(gè)接線柱和電源連接的部分沒(méi)有斷路，所以故障是電阻斷路了；

(6)[7]由于燈絲的電阻受溫度的影響，要探究電流與電壓的關(guān)系，需保持電阻不變，所以不能用小燈泡做此實(shí)驗(yàn)．