Question

【題目】小紅利用圖甲所示的電路探究電流與電阻的關系．已知電源電壓為6V且保持不變，實驗用到的電阻阻值分別為5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω．

（1）根據甲所示電路圖，用筆畫線代替導線，將圖丙的實物圖連接完整．

（____________）

（2）實驗中多次改變R的阻值，調節滑動變阻器的滑片，使電壓表示數保持不變，記下電流表的示數，得到如圖乙所示的電流I隨電阻R變化的圖象，由圖象可得出結論：在電壓一定時，通過導體的電流與導體的電阻成_____．

（3）在上述實驗中，某同學在讀取完電流表示數后，斷開開關，拆下阻值為5Ω的電阻，改換成阻值為10Ω的電阻，在讀取電流表示數之前，按照圖丙，他應進行的操作是：向_____（選填“左”或“右”）移動滑片，使電壓表示數為_____ V．

（4）現在有兩種規格的滑動變阻器：甲標有“1A、40Ω”，乙標有“1A、30Ω”，為了使所給的5個定值電阻分別接入電路中都能正常進行實驗，應選擇_____（選填“甲”或“乙”）

（5）若在實驗過程中出現電流表示數為0，電壓表的示數為6V，則電路故障可能是____．

（6）小紅想將定值電阻換成小燈泡來探究電流與電壓的關系，你認為她的實驗方案可行嗎？____（選填“可行”或“不可行”）．

Answer 1

【答案】 反比 右 2.5 甲 R斷路 不可行

【解析】

(1)圖丙中還未連入的元件有電壓表和滑動變阻器，電壓表應并聯到定值電阻兩端，滑動變阻器按照“一上一下”連入電路，根據電路圖連接實物圖；

(2)根據圖象分析電流和電阻的關系：電壓一定，電流和電阻成反比；分析圖丙中圖象，曲線上每一點對應的電流和電阻的乘積相等，據此得出結論；

(3)據控制變量法，研究電流與電阻的關系時，需控制定值電阻的電壓相同，當換上大電阻時，根據分壓原理確定電壓表示數的變化，由串聯電路電壓的規律結合分壓原理確定滑片移動的方向；

(4)由圖丙可知，定值電阻兩端的電壓為2.5V，根據串聯電路電壓的規律得出滑動變阻器兩端的電壓，當最大的定值電阻接入電路中時，由分壓原理得出變阻器連入電路中的電阻，據此判斷即可；

(5)電流表示數為0說明電路斷路，電壓表有示數說明電壓表和電源連接的部分電路正常；

(6)知道燈絲的電阻受溫度的影響，要探究電流與電壓的關系，需保持電阻不變．

(1)[1]滑動變阻器按一上一下的原則串聯在電路中，而滑片右移時阻值變大，則滑動變阻器的左下方接線柱A與開關相連組成電路，電壓表應并聯到定值電阻兩端，量程應選取0～15V，如下圖所示：

(2)[2]分析圖乙圖象，曲線上每點對應的電流和電阻的乘積都等于2.5V，由此得出結論：電壓一定時，導體中的電流與電阻成反比；

(3)[3][4]根據串聯分壓原理可知，將定值電阻R由5Ω改接成10Ω的電阻，電阻增大，其分得的電壓增大；探究電流與電阻的實驗中應控制電壓不變，即應保持電阻兩端的電壓不變，根據串聯電路電壓的規律可知應增大滑動變阻器分得的電壓，由分壓原理，應增大滑動變阻器連入電路中的電阻，所以滑片應向右端移動，使電壓表的示數為2.5V，讀出電流表的示數；

(4)[5]由圖乙可知，定值電阻兩端的電壓為，根據串聯電路電壓的規律，滑動變阻器兩端的電壓為：

，

當最大的定值電阻接入電路中時，由圖乙可知對應電流為0.1A，此時滑動變阻器的阻值：

，

即滑動變阻器的最大阻值至少為35Ω，故選甲；

(5)[6]電流表的示數為0說明電路中有斷路，再根據電壓表的示數判斷出電路故障；電壓表示數為6V等于電源電壓，說明電壓表的兩個接線柱和電源連接的部分沒有斷路，所以故障是電阻斷路了；

(6)[7]由于燈絲的電阻受溫度的影響，要探究電流與電壓的關系，需保持電阻不變，所以不能用小燈泡做此實驗．