Question

20．小明用如圖甲所示的電路圖研究通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體電阻的關(guān)系的實驗，老師提供的實驗器材有：電源（電壓恒為6V），電流表、電壓表各一個，開關(guān)一個，四個定值電阻（5Ω、10Ω、15Ω、20Ω），三只滑動變阻器（規(guī)格分別為“10Ω1A”“20Ω2A”、“50Ω1A”），導(dǎo)線若干．

（1）在乙圖中，用筆線代替導(dǎo)線，將電壓表正確連入電路；
（2）實驗過程中，移動變阻器滑片時，眼睛應(yīng)注視B（填字母）；
A．變阻器滑片 B．電壓表示數(shù) C．電流表示數(shù)
（3）為完成用四個定值電阻進行實驗，他應(yīng)選擇的滑動變阻器規(guī)格是“50Ω 1A”．
（4）圖丙是根據(jù)4次數(shù)據(jù)繪制的圖象，下列結(jié)論與圖象相符的是C（填字母）；
A．電阻一定時，電流隨著電壓的增大而增大
B．電阻一定時，電壓隨著電流的增大而增大
C．電壓一定時，電流隨著電阻的增大而減小
D．電壓一定時，電阻隨著電流的增大而減小
（5）實驗過程中，如果出現(xiàn)了電流表示數(shù)為0，電壓表示數(shù)接近6V，電路發(fā)生的故障可能是電阻R處有斷路．
（6）小紅進行創(chuàng)新實驗，除與原實驗所必須的器材相同外，沒領(lǐng)電壓表，而是多領(lǐng)了一只電流表，并設(shè)計出如圖丁所示的電路圖，進行實驗：
①連接電路，調(diào)節(jié)滑動變阻器，讀出電流表A₁與A₂的示數(shù)分別記為I₁和I₂；
②把定值電阻R₂換成R₃，調(diào)節(jié)滑動變阻器使電流表A₁的示數(shù)為I₁，其目的是R₃兩端的電壓不變，記錄此時電流表A₂的示數(shù)為I₃；
③把定值電阻R₃換成R₄，重復(fù)上一步驟進行實驗．

Answer 1

分析 （1）由電路圖可知，電壓表與電阻R并聯(lián)，電流從正接線流入，負接線柱流出，根據(jù)電源電壓確定選擇的量程；
（2）探究電流與電阻的關(guān)系時，應(yīng)改變電阻阻值，移動滑動變阻器滑片，注意觀察電壓表示數(shù)，保持電阻兩端電壓不變；
（3）判斷滑動變阻器的使用規(guī)格，同時要考慮滑動變阻器的電阻和允許通過的最大電流；
（4）電壓一定時，電流隨電阻的增大而減小，即電流與電阻成反比；
（5）電流表示數(shù)為0，說明電路中有斷路，電壓表示數(shù)接近6V，說明電壓表和電源連接的部分電路無斷路；
（6）定值電阻R₁與電流表A₁串聯(lián)相當(dāng)于電壓表，調(diào)節(jié)滑動變阻器阻值，使電流表A₁示數(shù)保持不變，
則電阻R₁兩端的電壓不變，與電阻R₁并聯(lián)的電路電壓保持不變．

解答 解：（1）電源電壓為6V，電阻兩端的電壓最大值為6V，電壓表選擇0～15V量程；如圖所示：

（2）實驗過程中，移動變阻器滑片時，眼睛應(yīng)注視電壓表；
（3）當(dāng)20Ω的電阻接入a、b間時，為使電壓表的示數(shù)為1.5V，滑動變阻器接入電路中的阻值是40Ω；若選用規(guī)格為“20Ω，2A”滑動變阻器，無論怎樣移動滑片P，電壓表的示數(shù)始終無法達到1.5V；因此需要選擇“50Ω 1A”的滑動變阻器．
（4）圖象的橫坐標(biāo)表示電阻，縱坐標(biāo)表示電流，是個反比例函數(shù)圖象，因此說明：電壓一定時，電流隨電阻的增大而減小，即電流與電阻成反比；
（5）如果電路中出現(xiàn)電流表的示數(shù)為零，說明在電路中出現(xiàn)了斷路，電壓表有示數(shù)說明是電阻R處出現(xiàn)了斷路．
（6）把定值電阻R₂換成R₃，調(diào)節(jié)滑動變阻器使電流表A₁的示數(shù)為I₁，電阻R₁所在支路兩端電壓U=I₁R₁不變，與電阻R₁并聯(lián)的電阻R₃兩端電壓不變．
故答案為：
（1）見上圖；（2）B；（3）50Ω  1A；（4）C；（5）電阻R處有斷路；（6）I₁；R₃兩端的電壓不變．

點評 本題考查了連接實物電路圖、滑動變阻器的作用、實驗步驟等問題；解答此題要能夠根據(jù)題目數(shù)據(jù)選擇合適的滑動變阻器，不但考慮滑動變阻器允許通過的電流，也要考慮滑動變阻器的電阻．