Question

5．某校興趣小組同學(xué)想探究“一段電路中的電流與電阻的關(guān)系”設(shè)計(jì)了如圖所示的電路圖：
（1）根據(jù)興趣小組同學(xué)設(shè)計(jì)的圖甲電路圖，把圖乙的實(shí)物圖連接完整．
（2）閉合開(kāi)關(guān)前，滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)該在右端．
（3）某同學(xué)選一個(gè)“5Ω”的電阻，測(cè)得電流表的示數(shù)為0.2A，當(dāng)換“10Ω”來(lái)做時(shí)，發(fā)現(xiàn)電流表的示數(shù)不是0.1A（不考慮溫度對(duì)電阻的影響），你認(rèn)為電流表的讀數(shù)將會(huì)是大于（填“大于”或“小于”）0.1A．為使電流表的讀數(shù)變?yōu)?.1A，變阻器滑片應(yīng)該向右移動(dòng)（填“左”或“右”）．
（4）閉合開(kāi)關(guān)S后，該同學(xué)發(fā)現(xiàn)電壓表的示數(shù)等于電源電壓值，造成此現(xiàn)象的可能原因是滑動(dòng)變阻器短路或定值電阻斷路．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)圖1電路圖，分析電路結(jié)構(gòu)，明確各電路元件的連接方式，然后連接電路圖；
（2）閉合開(kāi)關(guān)前，滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)在阻值最大處；
（3）由歐姆定律可知，當(dāng)電壓一定時(shí)，電路電流與電阻阻值成反比，
探究電流與電阻的關(guān)系，應(yīng)控制電阻兩端電壓不變，電阻阻值由3Ω更換為10Ω后，電阻阻值變大，分壓變大，滑動(dòng)變阻器分壓變小，為保持電阻電壓不變，應(yīng)移動(dòng)滑片，使滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值變大，滑動(dòng)變阻器分壓變大，減小電阻兩端電壓，以便使電阻兩端電壓保持不變，根據(jù)電路圖確定滑片的移動(dòng)方向．
（4）常見(jiàn)電路故障有斷路與短路，根據(jù)電路結(jié)構(gòu)與電路故障現(xiàn)象分析電路故障原因．

解答 解：（1）由電路圖1可知，滑動(dòng)變阻器應(yīng)串聯(lián)接入電路，且用左半部分電阻線(xiàn)，根據(jù)電路圖連接實(shí)物電路圖，電路圖如圖所示；
（2）閉合開(kāi)關(guān)前，滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)在阻值最大處，在右端；
（3）由歐姆定律I=$\frac{U}{R}$可知，
以5歐電阻做實(shí)驗(yàn)時(shí)，電壓是U₁=I₁R₁=0.2A×5Ω=1V；當(dāng)換為10歐電阻時(shí)，10歐電阻兩端電壓增大，大于1V的電壓除以10歐的阻值，故電流表的讀數(shù)將會(huì)大于0.1A，因此當(dāng)換“10Ω”來(lái)做時(shí)，發(fā)現(xiàn)電流表的示數(shù)不是0.1A，電流表的讀數(shù)將會(huì)是大于0.1A．定值電阻由5Ω更換為10Ω后，定值電阻分壓變大，大于原來(lái)的電壓，為保持定值電阻兩端電壓不變，應(yīng)向右移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片，增大滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值，增大滑動(dòng)變阻器的分壓，使定值電阻兩端電壓減小到原來(lái)的值，保持電阻兩端電壓不變；因此為使電流表的讀數(shù)變?yōu)?.1A，變阻器滑片應(yīng)該向右移動(dòng)．
（4）定值電阻與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，電壓表與定值電阻并聯(lián)，測(cè)定值電阻電壓，如果滑動(dòng)變阻器短路或定值電阻斷路，則電壓表直接接在電源兩端，測(cè)電源電壓，閉合開(kāi)關(guān)，電壓表示數(shù)等于電源電壓．
故答案為：（1）見(jiàn)下圖：

（2）右；（3）大于；右；（4）滑動(dòng)變阻器短路或定值電阻斷路．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了實(shí)物電路的連接、滑動(dòng)變阻器的使用和實(shí)驗(yàn)結(jié)論的總結(jié)；關(guān)于電路的連接方法及注意的問(wèn)題，是電學(xué)中的基礎(chǔ)，應(yīng)掌握熟練；電流與電壓和電阻有關(guān)，所以在探究過(guò)程中應(yīng)用到控制變量法．