Question

【題目】現(xiàn)有下列器材：學(xué)生電源（6V），電流表（0~0.6A，0~3A）、電壓表（0~3V，0~15V）、定值電阻（5Ω、10Ω、20Ω各一個(gè)）、開(kāi)關(guān)、滑動(dòng)變阻器和導(dǎo)線(xiàn)若干，利用這些器材探究“電壓不變時(shí)，電流與電阻的關(guān)系”：

(1)請(qǐng)根據(jù)圖甲所示的電路圖用筆畫(huà)線(xiàn)代替導(dǎo)線(xiàn)將圖乙所示的實(shí)物連接成完整電路；（要求連線(xiàn)不得交叉）

（______）

(2)上述實(shí)驗(yàn)中，小強(qiáng)用5Ω的電阻做完實(shí)驗(yàn)后，保持滑動(dòng)變阻器滑片的位置不變，接著把R換為10Ω的電阻接入電路，閉合開(kāi)關(guān)，下一步的操作是：_________；

(3)實(shí)驗(yàn)中依次接入三個(gè)定值電阻，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，保持電壓表示數(shù)不變，記下電流表的示數(shù)，利用描點(diǎn)法得到如圖丙所示的電流I隨電阻R變化的圖像，由圖像可以得出結(jié)論：_____；

(4)為完成整個(gè)實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)你在以下選項(xiàng)中選取出最合適的滑動(dòng)變阻器_____。（填字母序號(hào)）

A.500Ω 1.0A B.200Ω 1.0A C.50Ω 1.0A D.20Ω 1.0A

Answer 1

【答案】 滑片應(yīng)向A端移動(dòng)，使電壓表的示數(shù)為2V，讀出電流表的示數(shù) 電壓不變時(shí)，電流與電阻成反比 C

【解析】

(1)變阻器按一下一上接入電路中，電壓表與電阻并聯(lián)。

(2)根據(jù)控制變量法，研究電流與電阻的關(guān)系時(shí)，需控制定值電阻的電壓相同，當(dāng)換上大電阻時(shí)，根據(jù)分壓原理確定電壓表示數(shù)的變化，由串聯(lián)電路電壓的規(guī)律結(jié)合分壓原理確定滑片移動(dòng)的方向。

(3)由圖求出電流與電阻積分析。

(4)探究電流與電阻的關(guān)系，應(yīng)保持電阻兩端的電壓不變；根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律求出變阻器分得的電壓，根據(jù)分壓原理，求出當(dāng)接入20Ω電阻時(shí)變阻器連入電路中的電阻，結(jié)合變阻器允許通過(guò)的最大電流確定選用的變阻器規(guī)格。

(1)[1]變阻器按一下一上接入電路中，根據(jù)電路圖知，滑動(dòng)變阻器接上接線(xiàn)柱任意一個(gè)，電壓表與電阻并聯(lián)，如下所示：

(2)[2]根據(jù)分壓原理可知，將定值電阻由5Ω改接成10Ω的電阻，電阻增大，其分得的電壓增大；探究電流與電阻的實(shí)驗(yàn)中應(yīng)控制電壓不變，即應(yīng)保持電阻兩端的電壓不變，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律可知，應(yīng)增大滑動(dòng)變阻器分得的電壓，由分壓原理，應(yīng)增大滑動(dòng)變阻器連入電路中的電阻，故滑片應(yīng)向A端移動(dòng)，使電壓表的示數(shù)為2V，讀出電流表的示數(shù)。

(3)[3]由圖丙知，電流與電阻的積為

即電流與電阻之積為一定值，故由圖像可以得出結(jié)論：電壓不變時(shí)，電流與電阻成反比。

(4)[4]電阻兩端的電壓始終保持2V，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，變阻器分得的電壓

變阻器分得的電壓為電壓表示數(shù)的2倍，根據(jù)分壓原理可知，當(dāng)接入20Ω電阻時(shí)，變阻器連入電路中的電阻為

則為了完成整個(gè)實(shí)驗(yàn)，應(yīng)該選取最大阻值至少40Ω且又不是大太多的滑動(dòng)變阻器，故選用50Ω 1.0A的變阻器最合適。

故選C。