Question

【題目】林軒同學(xué)用如圖甲所示的電路進(jìn)行“探究電流與電阻關(guān)系的實(shí)驗(yàn),提供的器材有學(xué)生電源,電流表、電壓表、滑動(dòng)變阻器“20Ω 1A",定值電阻四只(5Ω、10Ω、20Ω,25Ω各一只),開關(guān)、導(dǎo)線若干。

(1)請(qǐng)你用筆畫線代替導(dǎo)線,將圖甲中的實(shí)物電路連接完整,要求滑片P向A端移動(dòng)電路中電流變小____________ ；

(2)閉合開關(guān)前,圖甲中滑動(dòng)變阻器的滑片P應(yīng)位于_____________ (選填“A"或"B")端。

(3)連接好電路后,閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)幾乎為零,電流表有示數(shù),電路故障原因可能是_____________；

(4)排除故障,正確連接電路后,按要求操作,剛閉合開關(guān)就看到電壓表和電流表如圖乙所示,很快就計(jì)算出電源電壓為___________V；

(5)若實(shí)驗(yàn)中保證電壓表的示數(shù)為2.5V不變,斷開開關(guān),保持滑片位置不動(dòng),然后將定值電阻由5Ω更換為10Ω,閉合開關(guān),應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片向_____________(選填“左”“右”)移動(dòng)；再用25Ω的電阻進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí),發(fā)現(xiàn)無論如何移動(dòng)滑動(dòng)變阻器都無法完成實(shí)驗(yàn),若仍要保證電壓表的示數(shù)為2.5V不變,可以采取調(diào)節(jié)電源電壓的方法,為完成實(shí)驗(yàn)則調(diào)節(jié)的電源電壓最大不超過_____________V。

(6)林軒根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出了如圖的圖象,其中符合電流與電阻關(guān)系的是__________；(選填“a”或"b”)

(7)實(shí)驗(yàn)過程中要不斷重新拆接導(dǎo)線和換定值電阻,操作麻煩,聰明的林軒同學(xué)需到只要把定值電阻換成_________ (填一個(gè)電路元件名稱)即可解決問題

Answer 1

【答案】 A 電阻R短路 5 左 4.5 b 電阻箱

【解析】

（1）滑片P向A端移動(dòng)電路中電流變小，說明電路中電阻變大，根據(jù)電阻的串聯(lián)可知變阻器連入電路的電阻變大，應(yīng)接B接線柱，如圖所示：

（2）閉合開關(guān)前，為了保護(hù)電路，圖甲中滑動(dòng)變阻器的滑片P應(yīng)位于阻值最大處，即A端；

（3）連接好電路，閉合開關(guān)后，電流表有示數(shù)，說明電路為通路，電壓表示數(shù)幾乎為0，則電路故障原因可能是電阻R短路；

（4）閉合開關(guān)時(shí)，滑動(dòng)變阻器的阻值最大，為20Ω；由圖可知，電流表的量程為0～0.6A，分度值為0.02A，指針的位置在0.2A的位置，電流表的示數(shù)為0.2A；電壓表的量程為0～3V，分度值為0.1V，指針的位置在1V的位置，電壓表的示數(shù)為1V；所以電源電壓U=UR+IR滑=1V+0.2A×20Ω=5V；

（5）定值電阻R的阻值由5Ω更換為10Ω，因?yàn)榇��?lián)電路電壓與電阻成正比，所以電阻兩端電壓會(huì)增大；要保持電壓不變，滑動(dòng)變阻器的電阻需要變小，應(yīng)向左端移動(dòng)滑片；用25Ω的電阻進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，若要保證定值電阻的電壓不變，設(shè)電源電壓最大為U總，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，變阻器分得的電壓為：U滑=U總-UV，根據(jù)分壓原理，，，式子左邊為一定值，故右邊也為一定值，當(dāng)定值電阻取最大值，變阻器連入電路中電阻也應(yīng)最大為20Ω，，U總=4.5V；為完成實(shí)驗(yàn)則調(diào)節(jié)的電源電壓最大不超過4.5V；

（6）在電壓不變時(shí)，電流成電阻成反比，由數(shù)學(xué)知識(shí)，其中符合電流與電阻關(guān)系的是b；

（7）因?yàn)殡娮柘涓淖兘尤腚娐范ㄖ惦娮鑲�(gè)數(shù)和阻值改變電阻大小，所以實(shí)驗(yàn)中為了避免操作麻煩，可以把定值電阻換成電阻箱。