Question

【題目】小明用圖甲所示實(shí)物電路探究“導(dǎo)體中電流跟電阻的關(guān)系”，提供的器材有：電壓恒為6V 的電源、電流表、電壓表、電阻箱、滑動(dòng)變阻器（最大阻值模糊不清）、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線若干。

（1）圖甲電路中存在連線錯(cuò)誤，只需改動(dòng)一根導(dǎo)線，即可使連線正確。請(qǐng)?jiān)诮渝e(cuò)的導(dǎo)線上打“×”， 并用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線畫(huà)出正確的接法。

（_______）

（2）改正連線后進(jìn)行如下操作：

①將電阻箱的阻值調(diào)為5Ω，閉合開(kāi)關(guān)，發(fā)現(xiàn)電流表示數(shù)為0.3A，則滑動(dòng)變阻器的最大阻值為__________Ω

②移動(dòng)滑片使電壓表示數(shù)為U0時(shí)，記錄電流表示數(shù)。

③當(dāng)電阻箱的阻值分別為10Ω、15Ω 時(shí)，閉合開(kāi)關(guān)，重復(fù)步驟②。

④當(dāng)電阻箱的阻值為Rx時(shí)，閉合開(kāi)關(guān)，滑動(dòng)變阻器無(wú)論怎么調(diào)節(jié)，電壓表示數(shù)始終大于U0，記錄滑動(dòng)變阻器在最大阻值時(shí)的電流表示數(shù)。

⑤利用測(cè)得的數(shù)據(jù)繪制如圖乙所示的圖象。

由圖乙可知，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，U0為____V，滑動(dòng)變阻器消耗的最大功率是___W，Rx 的阻值為_____Ω。

（3）實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，同組的小華將電阻箱的阻值從15Ω 調(diào)為25Ω 后，沒(méi)有調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片P 就直接讀出電流表的示數(shù)，則此時(shí)電流表的示數(shù)可能是________A。

Answer 1

【答案】見(jiàn)解析所示 15 3 1.8 45 0.15

【解析】

(1)[1]原電路中，電阻箱和電壓表短路了，改動(dòng)后如下圖所示：

(2)①[2]電源電壓恒為6V，電流表示數(shù)為0.3A，由歐姆定律得到總電阻

R==20Ω，

根據(jù)電阻的串聯(lián)，則滑動(dòng)變阻器的最大阻值為：

R滑大=20Ω-5Ω=15Ω；

⑤[3]根據(jù)乙中圖象的可看出，

UV1=0.6A×5Ω=3V，

UV2=0.3A×0Ω=3V，

UV3=0.2A×15Ω=3V，

即電流I與電阻R的乘積為3V，因此U0的值為3V；

[4]由于U0的值不變?yōu)?/span>3V，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，則滑動(dòng)變阻器分到的電壓為：

U滑=U-UV=6V-3V=3V；

根據(jù)功率公式P=UI可知，當(dāng)電路中電流最大時(shí)，滑動(dòng)變阻器功率最大。由圖象可知最大電流為0.6A，因此最大功率為：

P=U′I′=3V×0.6A=1.8W；

[5]滑動(dòng)變阻器在最大阻值時(shí)的電流表示數(shù)為0.1A，由歐姆定律得到

U滑=I小R滑=0.1A×15Ω=1.5V，

說(shuō)明此時(shí)滑動(dòng)變阻器的電壓為1.5V，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，則電阻箱的電壓為：

U′箱=6V-1.5V=4.5V，

由歐姆定律，則電阻箱的阻值：

Rx==45Ω；

(3)[6]因U0的值為3V；根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律和分壓原理，當(dāng)電阻箱的阻值是15Ω時(shí)，此時(shí)滑動(dòng)變阻器的阻值也是15Ω，若將電阻箱的阻值調(diào)為25Ω，則此時(shí)電路內(nèi)的總電阻為40Ω，由歐姆定律得到電流為：

I″==0.15A。