Question

10．如圖甲所示的電路圖，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3V，電流表量程是0〜0.6A，R是電阻箱，R′是規(guī)格為“20Ω 2A”的滑動(dòng)變阻器．
（1）按圖甲連接好電路后，閉合開關(guān)S之前，應(yīng)將滑動(dòng)變阻器R′的滑片滑到b端（選填“a”或“b”）．開始實(shí)驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)電流表和電壓表都有示數(shù)，無(wú)論怎樣調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，電壓表和電流表示數(shù)均不變，請(qǐng)你分析電路發(fā)生的故障可能是變阻器同時(shí)接了上面兩個(gè)接線柱．（回答一種即可）
（2）排除故障之后，改變電阻箱的阻值，再調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，使電壓表示數(shù)保持不變，記下電阻箱的阻值與對(duì)應(yīng)的電流表示數(shù)描在乙圖中，根據(jù)所描點(diǎn)對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)可知，電壓表示示數(shù)為2V．該同學(xué)在操作中將電阻箱的阻值由10Ω調(diào)為如丙圖所示的示數(shù)，此時(shí)電阻箱的讀數(shù)為5Ω，為了保持上述電壓表的示數(shù)不變，應(yīng)該將滑動(dòng)變阻器的滑片向a端（選填“a”或“b”）滑動(dòng)到適當(dāng)?shù)奈恢�，此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路中的阻值應(yīng)為2.5Ω．

Answer 1

分析 （1）為保護(hù)電路，在閉合開關(guān)前，應(yīng)將滑片移至最大阻值處；無(wú)論怎么調(diào)節(jié)變阻器，電壓表和電流表示數(shù)不變，說(shuō)明變阻器不起作用，接法錯(cuò)誤；
（2）根據(jù)所描點(diǎn)對(duì)應(yīng)的電流和電阻值，根據(jù)U=IR來(lái)計(jì)算電壓值；用各指針?biāo)�指的示�?shù)乘以下面的倍數(shù)，然后將所有的數(shù)值相加，即為該電阻箱的讀數(shù)；電阻變小，兩端電壓變小，為保持電阻兩端的電壓不變，用減小變阻器的阻值；根據(jù)串聯(lián)電路的特點(diǎn)及歐姆定律計(jì)算出變阻器的阻值．

解答 解：（1）由圖知，在閉合開關(guān)前，應(yīng)將滑片移至b端，使其阻值最大；
電流表和電壓表都有示數(shù)，說(shuō)明未發(fā)生斷路或短路現(xiàn)象，無(wú)論怎樣調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，電壓表和電流表示數(shù)均不變，說(shuō)明變阻器不起作用，可能同時(shí)接了上面或下面兩個(gè)接線柱；
（2）由圖象知，當(dāng)R=5Ω時(shí)，電流I=0.4A，可知電阻兩端的電壓U=IR=0.4A×5Ω=2V；
由圖丙知，電阻箱的阻值為0×100Ω+0×10Ω+5×1Ω+0×0.1Ω=5Ω；
電阻值由10Ω換為5Ω，電壓表的示數(shù)將變小，為保持電壓表的示數(shù)不變，應(yīng)減小變阻器的阻值，故將滑片向a端滑動(dòng)；
變阻器兩端的電壓U_滑=3V-2V=1V，所以變阻器的阻值R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{1V}{0.4A}$=2.5Ω．
故答案為：（1）b；變阻器同時(shí)接了上面兩個(gè)接線柱；（2）2；5；a；2.5．

點(diǎn)評(píng) 本題是研究通過導(dǎo)體的電流與電阻的關(guān)系實(shí)驗(yàn)，考查了滑動(dòng)變阻器的應(yīng)用、電路故障的分析、電阻箱的讀數(shù)、歐姆定律在串聯(lián)電路中的應(yīng)用，考查全面，能夠從圖象中確定電阻兩端的電壓是關(guān)鍵．