Question

9．小明用如圖甲所示的電路探究“電阻中的電流跟兩端電壓的關(guān)系”，圖乙是小明未完成連接的實驗電路，用兩節(jié)干電池電源．

（1）若要求滑動變阻器滑片向左移動時，電流表示數(shù)增大，請用筆畫線代替導(dǎo)線，完成圖乙中實驗電路的連接．
（2）小明按要求正確連接電路后，閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)電壓表指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度的位置，其原因可能是電阻R處斷路（寫出一個）．
（3）小明在實驗中通過調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片，測出通過電阻R的不同電流和對應(yīng)的電壓值，如表所示．

序號	1	2	3	4	5
U/V	0.5	1.0	1.6	1.9	2.5
I/A	0.1	0.2	0.3	0.4	0.5

①根據(jù)表中數(shù)據(jù)在圖丙中畫出電阻R的U-I關(guān)系圖象．
②小明在實驗中所用電阻R的阻值為5Ω；當(dāng)通過的電流為0.5A時，電阻R消耗的電功率為1.25W．
（4）小明在測得第5組數(shù)據(jù)后，未做其他操作就直接將電阻R換成10Ω的定值電阻，準(zhǔn)備探究“電路中電流與電阻的關(guān)系”，接通電路后電流表的示數(shù)可能是C
A、0.5A       B、0.25A       C、0.27A           D、0.15A．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)電源的電壓確定電壓表的量程且與電阻并聯(lián)，滑動變阻器按一上一下的原則串聯(lián)在電路中，滑片向左移動時，電流表示數(shù)增大，說明接入電路中的電阻變小，即左下方接線柱必須接入電路中；
（2）電壓表指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度的位置說明電壓表并聯(lián)在電源的兩端測電源的電壓，據(jù)此分析可能的原因；
（3）①由描點法可得出U-I圖象，即在坐標(biāo)上找到每組電流、電阻值對應(yīng)的點，然后用線連點即可；
②由圖象可知，電壓與電流成正比，由表中數(shù)據(jù)找出電壓與對應(yīng)的電流，由歐姆定律可求出導(dǎo)體電阻；根據(jù)P=UI求出當(dāng)通過的電流為0.5A時電阻R消耗的電功率；
（4）將電阻R=5Ω換成10Ω的定值電阻時，電路中的總電阻變大，電路中的電流應(yīng)小于0.5A，定值電阻兩端的電壓應(yīng)大于2.5V，根據(jù)歐姆定律求出此時電路中的電流，即可找出正確答案．

解答 解：（1）電源是由兩節(jié)干電池串聯(lián)組成的，電壓為3V，則電壓表的量程為0～3V，且與R并聯(lián)；滑動變阻器的左下方接線柱與電阻R串聯(lián)時，滑片左移，電流表的示數(shù)增大，如下圖所示：

（2）電壓表指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度的位置說明電壓表并聯(lián)在電源的兩端測電源的電壓，可能是電壓表并聯(lián)的部分?jǐn)嗦芳措娮鑂斷路，也可能是此時滑動變阻器接入電路的電阻為0；
（3）①找出每組數(shù)據(jù)對應(yīng)的點，然后用平滑的線把點連起來，如圖所示；

②由圖知，當(dāng)U=0.5V時，I=0.1A，則
定值電阻的阻值R=$\frac{U}{I}$=$\frac{0.5V}{0.1A}$=5Ω；
當(dāng)通過的電流I=0.5A時，兩端的電壓U=2.5V，則
電阻R消耗的電功率P=UI=2.5V×0.5A=1.25W；
（4）將電阻R=5Ω換成10Ω的定值電阻時，電路中的總電阻變大，由I=$\frac{U}{R}$可知，電路中的電流應(yīng)小于0.5A，
因串聯(lián)電路中電阻越大分得的電壓越大，即定值電阻兩端的電壓應(yīng)大于2.5V，
此時電路中的電流應(yīng)大于I=$\frac{U}{R}$=$\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A，
由選項可知，C符合．
故答案為：（1）如上圖；（2）電阻R處斷路；（3）①如上圖；②5；1.25；（4）C．

點評 本題考查了電表量程的選擇、連接實物電路圖、實驗數(shù)據(jù)分析、實驗設(shè)計等，連接實物電路圖時，要注意電表量程的選擇與滑動變阻器的接法．