Question

7．在“探究電壓一定，電流與電阻的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)室提供的實(shí)驗(yàn)器材有：電源一個(gè)（兩端電壓恒為3V），電流表、電壓表各一個(gè)，開關(guān)一個(gè)，六個(gè)定值電阻（阻值分別為：4Ω、6Ω、8Ω、10Ω、14Ω和25Ω），三只滑動(dòng)變阻器（規(guī)格分別為：“15Ω 1A“和”20Ω 0.3A“），導(dǎo)線若干．實(shí)驗(yàn)前電壓表和電流表已調(diào)零，實(shí)驗(yàn)時(shí)用導(dǎo)線a、b、c、d、e、f和g按如圖1所示方式連接電路．

①閉合開關(guān)前，應(yīng)把滑動(dòng)變組器的滑片調(diào)到A端（選填：“A“或”B“）
②閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，結(jié)果電流表有示數(shù)，電壓表示數(shù)始終為零，則可能是導(dǎo)線e出現(xiàn)斷路．
③故障排除后．先將25Ω的定值電阻接入電路，閉合開關(guān)，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，使電壓表的示數(shù)為2V．并記下相應(yīng)的電流值；然后改接14Ω的電阻，此時(shí)滑片應(yīng)向B端滑動(dòng)（選填：“A“或“B”）為了用六個(gè)定值電阻分別進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，他應(yīng)該選擇的一個(gè)滑動(dòng)變阻器規(guī)格是“15Ω 1A”．
④小張測(cè)出了六組數(shù)據(jù)并在老師的指導(dǎo)下，通過做I-$\frac{1}{R}$圖象，來分析電壓一定時(shí)電流與電阻的關(guān)系．如圖2所示，小張已在坐標(biāo)紙上描了六個(gè)點(diǎn)，請(qǐng)?jiān)趫D中做出I-$\frac{1}{R}$圖象；并通過分析圖象，可以得出結(jié)論：當(dāng)電壓一定時(shí)，電流和電阻成反比．

Answer 1

分析 ①閉合開關(guān)前，滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)處于阻值最大處，分析電路連接確定移動(dòng)方向；
②閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，結(jié)果電流表有示數(shù)，電壓表示數(shù)始終為零，電壓表斷路；
③根據(jù)圖象分析電流與電阻間的關(guān)系；用小電阻替換大電阻后，電阻分壓變小，電壓表示數(shù)變小，為保持電阻兩端電壓不變，應(yīng)減小滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值，減小滑動(dòng)變阻器的分壓，使定值電阻兩端電壓變大，以便保持電阻兩端電壓不變；根據(jù)出定值電最小時(shí)的電路電流，由串聯(lián)電路特點(diǎn)，然后選擇滑動(dòng)變阻器；
④根據(jù)描點(diǎn)用平滑曲線連接個(gè)點(diǎn)形成圖象，分析圖象得出結(jié)論．

解答 解：①根據(jù)實(shí)物電路結(jié)合滑動(dòng)變阻器的使用規(guī)則，可知在該實(shí)驗(yàn)中，閉合開關(guān)前，應(yīng)該將滑動(dòng)變阻器的滑片處于阻值最大處A端；
②閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，結(jié)果電流表有示數(shù)，電壓表示數(shù)始終為零，可以確定電壓表斷路，分析電路可知是導(dǎo)線e斷路了；
③用25Ω的電阻做完實(shí)驗(yàn)后，然后將14Ω的電阻接入電路，定值電阻分壓變小，電壓表的示數(shù)將變小，為保持電阻兩端電壓不變，由電路圖可知，應(yīng)向B端移動(dòng)滑片，減小滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值，減小滑動(dòng)變阻器分壓，增大定值電阻兩端電壓，以便保持定值電阻電壓不變．
當(dāng)定值電阻25Ω接入電路中時(shí)，電壓表的示數(shù)為2V，根據(jù)串聯(lián)分壓特點(diǎn)可知：$\frac{{U}_{1}}{{U}_{2}}$=$\frac{{R}_{1}}{{R}_{2}}$，故$\frac{2V}{3V-2V}$=$\frac{25Ω}{{R}_{滑}}$，解得R_滑=12.5Ω；而當(dāng)接入4Ω電阻時(shí)，電路中的電流為I=$\frac{{U}_{1}}{{R}_{1}}$=$\frac{2V}{4Ω}$=0.5A＞0.3A，故應(yīng)該選擇規(guī)格為“15Ω 1A”的滑動(dòng)變阻器；
④圖象如下：

由圖可知：電壓一定時(shí)，I與$\frac{1}{R}$成正比，故可以得出結(jié)論：當(dāng)電壓一定時(shí)，電流和電阻成反比．
故答案為：①A；②e；③B；“15Ω 1A”；④當(dāng)電壓一定時(shí)，電流和電阻成反比．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了電壓表和滑動(dòng)變阻器的連接、串聯(lián)電路的分壓特點(diǎn)等，關(guān)鍵是分析圖象得出電流與電阻之間的關(guān)系，要注意I與$\frac{1}{R}$成正比時(shí)I與R成反比．