Question

18．小明用如圖所示的電路，研究通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體電阻的關(guān)系，電源電壓恒為6V，電壓表有“0～3V”和“0～15V”兩個(gè)量程．實(shí)驗(yàn)中，換用不同阻值的定值電阻R，然后調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片的位置，使R兩端的電壓保持不變，記下相應(yīng)的4次實(shí)驗(yàn)的電阻值和電流值，記錄在下面的表格中．

電阻R/Ω	5	10	15	20
電流I/A	0.4	0.2	0.13	0.1

（1）請用筆劃線代替導(dǎo)線，將電壓表正確連入電路；
（2）實(shí)驗(yàn)過程中，如果出現(xiàn)了電流表示數(shù)為0，電壓表示數(shù)接近6V，電路發(fā)生的故障可能是：電阻R斷路；
（3）分析表中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可得出結(jié)論：當(dāng)電壓不變時(shí)，電流與電阻成反比；
（4）實(shí)驗(yàn)中，他所選擇的滑動(dòng)變阻器是C（選填序號）．
A．10Ω　0.5A　　　　B．20Ω 1A　　　　C．50Ω 2A．

Answer 1

分析 （1）研究通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻的關(guān)系時(shí)，應(yīng)控制電壓表的示數(shù)不變，由圖乙給出的點(diǎn)和歐姆定律求出電壓表的示數(shù)，據(jù)此選擇量程，然后把電壓表并聯(lián)在乙圖中定值電阻的兩端；
（2）電流表示數(shù)為0，說明電路中有斷路，電壓表示數(shù)接近6V，說明電壓表和電源連接的部分電路無斷路；
（3）根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)分析；
（4）根據(jù)實(shí)驗(yàn)中的最小電流，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，根據(jù)歐姆定律求出滑動(dòng)變阻器的阻值即可確定滑動(dòng)變阻器的規(guī)格．

解答 解：（1）由表格中的數(shù)據(jù)和公式U=IR可知，電壓表的示數(shù)為2V不變，所以電壓表的量程為0～3V，然后把電壓表并聯(lián)在定值電阻的兩端，如下圖所示：
；
（2）電流表示數(shù)為0，說明電路中有斷路，電壓表示數(shù)接近6V，說明電壓表和電源連接的部分電路無斷路，電壓表測量的是電源電壓，故電路故障為R斷路；
（3）由表格中的數(shù)據(jù)可知，在電壓不變時(shí)，電流與電阻阻值乘積保持不變，由此可見：電壓一定時(shí)，電流與電阻成反比．
（4）由（2）可知，電源電壓為6V；由圖乙可知，實(shí)驗(yàn)中的最小電流I=0.1A，電壓表的示數(shù)U_R=2V，因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，
所以，滑動(dòng)變阻器兩端的電壓：U_滑=U-U_R=6V-2V=4V，
由I=$\frac{U}{R}$可得，滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻：R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{4V}{0.1A}$=40Ω，所以，滑動(dòng)變阻器的規(guī)格為C；
故答案為：（1）如圖；（2）電阻R斷路；（3）當(dāng)電壓不變時(shí)，電流與電阻成反比；（4）C．

點(diǎn)評 本題從實(shí)驗(yàn)的操作、滑動(dòng)變阻器的選擇、歐姆定律的應(yīng)用等方面較為綜合的考查了學(xué)生對實(shí)驗(yàn)的了解情況，從中加強(qiáng)了學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)，是一道不錯(cuò)的實(shí)驗(yàn)題．