【題目】下面是某小組探究通過導體電流與導體電阻關(guān)系的實驗,實驗中所用的定值電阻分別是5Ω、10Ω、15Ω、20Ω,滑動變阻器有兩種:“20Ω 2A”和“50Ω 1A”,電源電壓為4.5V,請回答下列問題.

(1)請在圖甲中用筆畫線代替導線將電路連接完整,要求:實驗中如果將滑片從右向左移動,電流表示數(shù)變大;

(2)正確連接電路后,閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)電壓表有示數(shù),電流表沒有示數(shù),發(fā)生這種故障的原因可能是 (已知電流表完好);

(3)排除故障后,在某次測量中,把5Ω的定值電阻連入電路時,調(diào)節(jié)滑動變阻器,使電壓表的示數(shù)為1.5V,此時電流表的示數(shù)如圖乙,則流過電源的電流為 A,此時定值電阻的電功率是 W;

(4)接著把5Ω電阻換成10Ω的電阻,應該向 (選填“左”、“右”)移動滑動變阻器的滑動觸頭,使電壓表的示數(shù)為 V,再記下電流值.

(5)為了讓所提供的4個定值電阻在實驗中都能用上,應該選擇規(guī)格為 的滑動變阻器.

【答案】(1)如圖所示;

(2)定值電阻斷路;

(3)0.3; 0.45;

(4)右; 1.5;

(5)“50Ω 1A”

【解析】

試題分析:(1)根據(jù)實驗中滑片從右向左移動,電流表示數(shù)變大,確定變阻器的連接方式;

(2)發(fā)現(xiàn)電壓表有示數(shù),說明電壓表與電源連通,電流表沒有示數(shù),說明電路斷路或電路的總電阻很大,據(jù)此判斷;

(3)認清電流表小量程的分度值讀數(shù),根據(jù)P=UI求電功率;

(4)根據(jù)分壓原理,確定滑片移動的方向;

(5)當定值電阻為20Ω時,根據(jù)分壓原理求出變阻器連入電路中的最小阻值確定變阻器的規(guī)格.

解:(1)將滑片從右向左移動,變阻器連入電路中的電阻減小,故變阻器滑片以右電阻絲連入電路,如右圖所示;

(2)閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)電壓表有示數(shù),說明電壓表與電源連通,電流表沒有示數(shù),說明電路斷路或電路的總電阻很大,所以,發(fā)生這種故障的原因可能是定值電阻斷路而導致電壓表串聯(lián)在電路中;

(3)電流表小量程的分度值為0.02A,示數(shù)為0.3A,此時定值電阻的電功率P=UI=1.5×0.3A=0.45W;

(4)研究電流與電阻的關(guān)系時,要保持定值電阻兩端的電壓不變,當5Ω電阻換成10Ω的電阻后,根據(jù)分壓原理,定值電阻分得的電壓增大,要保持定值電阻兩端的電壓不變,變阻器要分去更多的電壓,所以應增大變阻器連入電路中的電阻,滑片向右移動,使電壓表示數(shù)為1.5V;

(5)當電路中接入20Ω電阻時,要保持電壓表示數(shù)為1.5V不變,變阻器要分去4.5V﹣1,5V=3V的電壓,根據(jù)分壓原理,變阻器的阻值至少為×20Ω=40Ω.為了讓所提供的4個定值電阻在實驗中都能用上,應選用“50Ω 1A”的變阻.

故答案為:(1)如圖所示;

(2)定值電阻斷路;

(3)0.3; 0.45;

(4)右; 1.5;

(5)“50Ω 1A”.

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