Question

3．小趙探究“電壓一定時(shí)，電流與電阻的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)，有如下器材：恒為4.5V電源，電流表，電壓表，定值電阻（5Ω、10Ω、15Ω、20Ω），開(kāi)關(guān)，導(dǎo)線若干，滑動(dòng)變阻器（規(guī)格為“10Ω，2A”、“50Ω，1A”）．

（1）根據(jù)電路圖甲，請(qǐng)用筆畫線代替導(dǎo)線將實(shí)物圖乙連接好．
（2）在閉合開(kāi)關(guān)前應(yīng)將滑動(dòng)變阻器滑片移到阻值最大處．
（3）連接好電路后，閉合開(kāi)關(guān)，發(fā)現(xiàn)電壓表有示數(shù)，電流表沒(méi)有示數(shù)，其原因可能是D
A．電流表斷路              B．電壓表短路
C．定值電阻短路            D．定值電阻斷路
（4）排除故障后，小趙通過(guò)測(cè)出的多組數(shù)據(jù)，得到如圖丙所示的電流與電阻的關(guān)系圖象，由此可得結(jié)論：當(dāng)電壓一定時(shí)，當(dāng)電壓一定時(shí)，通過(guò)導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體電阻成反比．
（5）當(dāng)小趙測(cè)完5Ω的電阻后，換10Ω的電阻進(jìn)行測(cè)量時(shí)，滑動(dòng)變阻器滑片應(yīng)向右（選填“左”或“右”）滑動(dòng)．
（6）小趙實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)當(dāng)選取的滑動(dòng)變阻器為“50Ω 1A”．

Answer 1

分析 （1）由電路圖可知，電壓表與電阻R并聯(lián)，電壓表的量程根據(jù)電源電壓確定；然后根據(jù)電流從正接線流入，負(fù)接線柱流出將電壓表接入電路中．
（2）為防止電路中電流過(guò)大，燒壞電路元件，在開(kāi)關(guān)閉合前，保護(hù)電路的滑動(dòng)變阻器處于最大阻值處．
（3）電壓表有示數(shù)說(shuō)明電壓表兩接線柱與電源之間是通路，電流表沒(méi)有示數(shù)說(shuō)明電路斷路，即電壓表并聯(lián)部分?jǐn)嗦罚?br />（4）分析表格中數(shù)據(jù)，得出電流與電電阻的關(guān)系．
（5）將5Ω的電阻換成了10Ω的電阻時(shí)，電路中的總電阻變大，電路中的電流減小，滑動(dòng)變阻器兩端的電壓減小，電壓表的示數(shù)變大；要探究電流和電阻之間關(guān)系，必須保持電阻兩端的電壓不變，即與電阻并聯(lián)的電壓表示數(shù)不變，為保證電阻兩端的電壓不變，要通過(guò)調(diào)節(jié)滑片，使滑動(dòng)變阻器兩端的電壓變大，從而使電阻兩端的電壓變?yōu)樵瓉?lái)的值．
（6）判斷滑動(dòng)變阻器的使用規(guī)格，同時(shí)要考慮滑動(dòng)變阻器的電阻和允許通過(guò)的最大電流．

解答 解：（1）電壓表與電阻并聯(lián)，根據(jù)實(shí)際，電源電壓為4.5V，則可用0～3V的量程；如圖所示：

（2）在開(kāi)關(guān)閉合前，保護(hù)電路的滑動(dòng)變阻器的滑片處于最大阻值處的右端；
（3）閉合開(kāi)關(guān)電流表沒(méi)有示數(shù)，但電壓表示數(shù)大約等于電源電壓，說(shuō)明電壓表并聯(lián)部分?jǐn)嗦罚�故障可能是定值電阻斷路，故D正確．
（4）由表格中數(shù)據(jù)知，電壓一定時(shí)，導(dǎo)體的電阻增大為原來(lái)的幾倍，通過(guò)電阻的電流變?yōu)樵瓉?lái)的幾分之一，故可得結(jié)論：當(dāng)電壓一定時(shí)，通過(guò)導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體電阻成反比．
（5）將5Ω的電阻換成了10Ω的電阻時(shí)，串聯(lián)電路的總電阻變大，根據(jù)歐姆定律可知電路中電流變小，滑動(dòng)變阻器分得的電壓變小，電阻分得的電壓變大；要探究電流和電阻之間關(guān)系，必須保持電阻兩端的電壓不變，即與電阻并聯(lián)的電壓表示數(shù)不變，所以應(yīng)調(diào)節(jié)滑片向右移動(dòng)，增大滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻，使電壓表的示數(shù)達(dá)到1.5V時(shí)，讀取電流表示數(shù)．
（6）當(dāng)20Ω的電阻接入時(shí)，為使電壓表的示數(shù)為1.5V，滑動(dòng)變阻器接入電路中的阻值是40Ω；若選用規(guī)格為“20Ω，2A”滑動(dòng)變阻器，無(wú)論怎樣移動(dòng)滑片P，電壓表的示數(shù)始終無(wú)法達(dá)到1.5V；因此需要選擇“50Ω 1A”的滑動(dòng)變阻器．
故答案為：（1）見(jiàn)上圖；（2）最大；（3）D；（4）當(dāng)電壓一定時(shí)，通過(guò)導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體電阻成反比；（5）右；（6）“50Ω  1A”．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了連接實(shí)物電路圖、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理和實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)以及電路故障的判斷等問(wèn)題，要根據(jù)串聯(lián)電路的分壓原理認(rèn)真分析．