Question

小明利用如圖甲所示的電路探究“電流跟電阻的關(guān)系”，已知電源電壓為6V且保持不變，實驗用到的電阻阻值分別為5Ω、10Ω、20Ω．（1）請根據(jù)圖甲將圖乙所示的實物電路連接完整（導(dǎo)線不允許交叉）；
（2）實驗電路接好后，合上開關(guān)時，小明發(fā)現(xiàn)全班各小組的電路出現(xiàn)了以下故障：
①故障現(xiàn)象：兩表的示數(shù)均較�。畽z測：移動滑動變阻器滑片，現(xiàn)象不變；故障原因是______．
②故障現(xiàn)象：電壓表示數(shù)較大、電流表無示數(shù)．檢測：取下電阻，兩表的示數(shù)不變；故障原因是______．
（3）排除故障后進(jìn)行試驗，實驗中多次改變R的阻值，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，使電壓表示數(shù)保持不變，記下電流表的示數(shù)，得到如圖丙所示的電流隨電阻R變化的圖象：①由圖象可以得出結(jié)論______；
②上述實驗中，小明用5Ω的電阻做完實驗后，然后將10Ω的電阻接入電路，閉合開關(guān)，電壓表的示數(shù)將會______（選填“變大”、“變小”或“不變”），此時應(yīng)該向______（選填“左”或“右”）移動滑片；
（4）實驗室提供了兩個不同規(guī)格的滑動變阻器：A：“30Ω 2A”，B：“50Ω 1A”，要完成上述實驗，應(yīng)該選取滑動變阻器______（填代號），不選另外一個滑動變阻器的原因是______．

Answer 1

解：（1）根據(jù)圖甲所示電路圖連接實物電路圖，實物電路圖如圖所示．
（2）①閉合開關(guān)，電流表示數(shù)很小，說明電路電阻很大，電壓表示數(shù)很小，說明定值電阻電壓很小，與定值電阻串聯(lián)的滑動變阻器分壓較大，滑動變阻器接入電路的阻值很大；移動滑片，現(xiàn)象不變，說明移動滑片，不能改變滑動變阻器接入電路的阻值，綜合分析可知，滑動變阻器同時接下面兩個接線柱，滑動變阻器被接成了定值電阻．
②閉合開關(guān)，電流表無示數(shù)，說明電路存在斷路；電壓表示數(shù)較大，說明電壓表與電源兩極相連，電壓表并聯(lián)電路之外電路不存在斷路；取下電阻，兩表示數(shù)不變，說明與電壓表并聯(lián)的電阻斷路．
（3）①由圖丙所示圖象可知，在電壓一定的情況下，電流與電阻乘積是一個定值，即電流與電阻成反比，由此可知，在電壓一定的情況下，電流與電阻成反比；
②用5Ω的電阻做完實驗后，然后將10Ω的電阻接入電路，定值電阻分壓變大，電壓表的示數(shù)將變大，為保持電阻兩端電壓不變，由電路圖可知，應(yīng)向左端移動滑片，增大滑動變阻器接入電路的阻值，增大滑動變阻器分壓，減小定值電阻兩端電壓，以便保持定值電阻電壓不變．
（4）由圖象可知，當(dāng)定值電阻阻值為20Ω時，電路電流為0.1A，∵I=，∴電路總電阻R_總===60Ω，R_滑=R_總-R=60Ω-20Ω=40Ω＞30Ω，因此實驗應(yīng)選滑動變阻器B．
故答案為：（1）電路圖如圖所示；（2）①滑動變阻器同時接下面兩個接線柱；②電阻斷路；（3）①在電壓一定時，電流與電阻阻值成反比；②變大；左；（4）B；定值電阻為20Ω時，滑動變阻器接入電路的阻值為40Ω，大于A的最大阻值．
分析：（1）根據(jù)圖甲所示電路圖連接實物電路圖．
（2）根據(jù)電路故障現(xiàn)象分析電路故障原因．
（3）根據(jù)圖象分析電流與電阻間的關(guān)系；用大電阻替換小電阻后，電阻分壓變大，電壓表示數(shù)變大，為保持電阻兩端電壓不變，應(yīng)增加滑動變阻器接入電路的阻值，增大滑動變阻器的分壓，使定值電阻兩端電壓變小，以便保持電阻兩端電壓不變．
（4）根據(jù)圖象求出定值電阻最大時的電路電流，由串聯(lián)電路特點及歐姆定律求出此時滑動變阻器接入電路的阻值，然后選擇滑動變阻器．
點評：本題考查了連接實物電路圖、電路故障分析、實驗數(shù)據(jù)處理、滑動變阻器的調(diào)節(jié)、實驗器材選取等問題；分析清楚實驗電路圖、明確各電路元件的連接方式然后再連接實物電路圖；由圖丙所示圖象找出電阻與所對應(yīng)的電流，應(yīng)用歐姆定律與串聯(lián)電路特點求出滑動變阻器接入電路的阻值是正確選擇滑動變阻器的關(guān)鍵．