Question

【題目】小華同學(xué)為了探究“電流與電阻的關(guān)系”,設(shè)計(jì)了如圖甲的實(shí)驗(yàn)電路,她在學(xué)校實(shí)驗(yàn)室找來(lái)了如下一些實(shí)驗(yàn)器材：電壓恒為3V的電源,電流表、電壓表各一只,一個(gè)開(kāi)關(guān),阻值分別為10Ω、20Ω、50Ω的定值電阻各一個(gè),滑動(dòng)變阻器（20Ω 1A）一個(gè),導(dǎo)線若干。

（1）請(qǐng)你用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線,將圖乙中的實(shí)物連接完整。

（__________）

（2）在連接實(shí)驗(yàn)電路時(shí),小華應(yīng)將開(kāi)關(guān)處于______狀態(tài)。閉合開(kāi)關(guān)前,應(yīng)將滑動(dòng)變阻器滑片滑到最______端選填“左”或“右”。

（3）小華連接好電路,閉合開(kāi)關(guān)后,移動(dòng)滑變阻器滑片時(shí),發(fā)現(xiàn)電流表示數(shù)為零,電壓表指針有偏轉(zhuǎn),則發(fā)生這種故障的原因可能是______。

（4）故障排除后,小華先把10Ω的電阻接入電路,移動(dòng)滑變阻器滑片,使電壓表示數(shù)為2V,讀出電流表示數(shù)后,斷開(kāi)開(kāi)關(guān),她直接拆下10Ω的電阻,改換成阻值為20Ω的電阻繼續(xù)做實(shí)驗(yàn),閉合開(kāi)關(guān),電壓表示數(shù)如圖丙所示,其示數(shù)是______V,要完成這次實(shí)驗(yàn),接下來(lái)她應(yīng)將變阻器滑片向______端選填“左”或“右”移動(dòng),使電壓表的示數(shù)為2V,保持每次電壓不變。

（5）當(dāng)小華改用50Ω的電阻繼續(xù)實(shí)驗(yàn)時(shí),發(fā)現(xiàn)無(wú)論怎樣移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片,都無(wú)法使電壓表示數(shù)達(dá)到實(shí)驗(yàn)要求的值,你認(rèn)為“電壓表的示數(shù)無(wú)法達(dá)到實(shí)驗(yàn)要求的值”的原因可能是______

A.滑動(dòng)變阻器的阻值太大

B.電壓表量程選小了

C.滑動(dòng)變阻器的阻值太小

D.滑動(dòng)變阻器燒壞了

（6）小華解決了上述問(wèn)題后,完成了實(shí)驗(yàn)。利用收集到的多組數(shù)據(jù)。作出了如圖丁所示的電流I隨電阻R變化的關(guān)系圖象。分析圖象得出結(jié)論是______。

Answer 1

【答案】 斷開(kāi) 右 定值電阻斷路 2.4 右 C 電壓一定時(shí)，通過(guò)導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比

【解析】

(1)[1]變阻器按一上一下接入電路中與電流表串聯(lián)，電源電壓為3V，故電壓表選用小量程與電阻并聯(lián)，如下圖所示：

(2)[2][3]為了保護(hù)電路，閉合開(kāi)關(guān)前，開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，滑片在阻值最大處，即最右端；

(3)[4]電流表無(wú)示數(shù)，說(shuō)明電路有斷路故障；電壓表有示數(shù)，說(shuō)明電壓表能與電源連通，則說(shuō)明定值電阻R斷路；

(4)[5][6]閉合開(kāi)關(guān)，電壓表示數(shù)如圖丙所示，電壓表選用小量程，分度值為0.1V，其示數(shù)是2.4V；而2.4V大于2V，探究電流與電阻的實(shí)驗(yàn)中應(yīng)控制電壓不變，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2V；

(5)[7]電壓表控制的電壓為2V，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，變阻器分得的電壓：

U滑=3V-2V=1V，

變阻器分得的電壓為電壓表示數(shù)的

=0.5倍，

根據(jù)分壓原理，當(dāng)接入50Ω電阻時(shí)，變阻器連入電路中的電阻為：

R滑=0.5×50Ω=25Ω＞20Ω，

故為了完成整個(gè)實(shí)驗(yàn)，應(yīng)該選取最大阻值至少25Ω的滑動(dòng)變阻器，無(wú)論怎樣移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片，都無(wú)法使電壓表示數(shù)達(dá)到實(shí)驗(yàn)要求的值，可能是滑動(dòng)變阻器最大阻值太小，故選C；

(6)[8]分析圖丁圖象，曲線上每點(diǎn)對(duì)應(yīng)的電流和電阻的乘積都等于2.0V，且電流隨電阻的增大而減小，可得出結(jié)論：電壓一定時(shí)，通過(guò)導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比。