Question

8．小敏同學用如圖甲所示的電路圖研究通過導體的電流與導體電阻的關系，電源電壓恒為6V，電流表、電壓表完好．改變電阻R的阻值，調節滑動變阻器的滑片，保持R兩端的電壓不變，記下4次實驗相應的電流和電阻值，描繪在圖乙中．

（1）實驗過程中，移動變阻器滑片時，眼睛應注視B（選填序號）．
A．滑動變阻器的滑片    B．電壓表的示數    C．電流表的示數
（2）實驗中，她所選擇的滑動變阻器應是C （選填序號）．
A．10Ω   0.5A    B．20Ω   1A    C．50Ω   2A
（3）實驗過程中，如果出現了電流表有示數，而電壓表示數為0，則電路發生的故障可能是電阻R短路．
（4）乙圖中陰影部分面積表示的科學量是電阻R兩端的電壓．

Answer 1

分析 （1）實驗研究的是電流與電阻的關系，因此必須控制電阻兩端的電壓值一定，所以眼睛應注視電壓表的示數，移動滑片保持電壓表示數不變；
（2）根據圖乙可知實驗中的最小電流，根據串聯電路的電壓特點求出滑動變阻器兩端的電壓，根據歐姆定律求出滑動變阻器的阻值即可確定滑動變阻器的規格；
（3）電流表有示數，則未發生斷路，電壓表無示數，則與電壓表并聯的電路短路；
（4）陰影部分為電流和電阻的乘積，應該為定值電阻兩端的電壓值．

解答 解：（1）實驗研究的是電流與電阻的關系，因此必須控制電阻兩端的電壓值一定，所以眼睛應注視電壓表的示數，移動滑片使電壓表示數保持不變；
（2）由圖乙可知，實驗中的最小電流I=0.1A，對應的電阻為R=20Ω，
所以，此時電壓表的示數U_R=IR=0.1A×20Ω=2V，
因串聯電路中總電壓等于各分電壓之和，
所以，滑動變阻器兩端的電壓：U_滑=U-U_R=6V-2V=4V，
由I=$\frac{U}{R}$可得，滑動變阻器接入電路中的電阻：
R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{4V}{0.1A}$=40Ω＞20Ω，
所以，滑動變阻器的規格為“50Ω   2A”，故選C；
（3）電流表有示數，說明未發生斷路，電壓表的表示數接近0，說明電阻R兩端無電壓，即電阻R短路；
（4）陰影部分為橫、縱坐標的乘積，即陰影部分的面積為：S=U=IR=0.2A×10Ω=2V，即表示的是電阻R兩端的電壓．
故答案為：（1）B；（2）C；（3）電阻R短路；（4）電阻R兩端的電壓．

點評 本題從實驗的操作、滑動變阻器的選擇、歐姆定律的應用、電路故障的判斷等方面較為綜合的考查了學生對實驗的了解情況，從中加強了學生綜合能力的培養，是一道不錯的實驗題．