Question

【題目】小敏想通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證“電壓不變時(shí)，通過(guò)導(dǎo)體的電流跟導(dǎo)體的電阻成反比”。

（1）她首先選用了如圖A所示的電路，并先后用5Ω、10Ω、20Ω的定值電阻接入電路中的a、b兩點(diǎn)。她實(shí)驗(yàn)中記錄的各次電流大小如下表所示，由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出電流跟電阻并不成反比，原因是：___________。

（2）為了正確完成該實(shí)驗(yàn)，她應(yīng)該選用圖B中的_____電路圖（選填“甲”或“乙”）。

（3）在該電路中，所用電源與A圖電源相同，滑動(dòng)變阻器最大阻值20Ω。當(dāng)將5Ω的電阻換成10Ω的電阻，閉合開(kāi)關(guān)后，應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片向_______移動(dòng)（填“左”或“右”）。

（4）在該電路中，將10Ω的電阻換成20Ω的電阻，閉合開(kāi)關(guān)后，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片正確移動(dòng)時(shí)，電流表和電壓表一直有示數(shù)，但直到滑動(dòng)變阻器滑片移到阻值最大時(shí)，電壓表示數(shù)仍然不能達(dá)到實(shí)驗(yàn)要求，則原因可能是__________________（填“滑動(dòng)變阻器最大阻值太小”、 “定值電阻阻值過(guò)小”或“定值電阻斷路”）。

（5）為了完成實(shí)驗(yàn)，在不更換器材的情況下定值電阻兩端電壓最小值為 _______ V。

電阻R/Ω	5	10	20
電流I/A	0.4	0.3	0.2

Answer 1

【答案】未控制R兩端電壓一定 乙 右 滑動(dòng)變阻器最大阻值太小 3V

【解析】

(1)[1]電流跟電阻并不成反比，原因是：未控制接入電阻R兩端的電壓不變；

(2)[2]為得出普遍性的規(guī)律，要多次測(cè)量：甲中，無(wú)法測(cè)量出通過(guò)R的電流，故不可行；乙中，電壓表測(cè)R的電壓，電流表測(cè)電路中的電流，當(dāng)換用不同電阻的R時(shí)，通過(guò)移動(dòng)變阻器的滑片控制電阻的電壓不變可多次測(cè)量，故應(yīng)該選用乙電路圖；

(3)[3]將5Ω的電阻換成10Ω的電阻時(shí)，電路串聯(lián)，還未移動(dòng)滑片時(shí)，電路電流減小，R兩端電壓增大了，需要減小R兩端電壓保持電壓不變，應(yīng)增大滑動(dòng)變阻器的阻值來(lái)繼續(xù)減小電流，所以應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片向右移動(dòng)；

(4)[4]由A圖得到的表中數(shù)據(jù)利用串聯(lián)分壓的特點(diǎn)列等式可得電源電壓：

當(dāng)R的阻值為5Ω時(shí)，有：

①，

當(dāng)R的阻值為10Ω時(shí)，有：

②，

聯(lián)立①②式解的電源電壓U=6V，將R的阻值由10Ω的電阻換成20Ω的電阻時(shí)，且滑動(dòng)變阻器的阻值滑到阻值最大為20Ω時(shí)，根據(jù)公式可得此時(shí)的電路電流：

，

此時(shí)電阻R兩端的電壓，即電壓表示數(shù)為：

，

電壓表示數(shù)仍然不能達(dá)到實(shí)驗(yàn)要求，說(shuō)明變阻器分壓能力不足，即滑動(dòng)變阻器最大阻值太小；

(5)[5]不更換器材，即滑動(dòng)變阻器的最大阻值為20Ω，R用20Ω也能完成實(shí)驗(yàn)，由[4]中可知，當(dāng)R用20Ω的電阻時(shí)，電壓表的示數(shù)為3V，所以定值電阻兩端電壓最小值為3V。