Question

1．小亮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．改變電阻R的阻值，調節滑動變阻器滑片，保持R兩端的電壓不變，記下相應的4次實驗的電流和電阻值，描繪在乙圖中．

（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．變阻器滑片     B．電壓表示數      C．電流表示數
（2）在丙圖中，用筆線代替導線，將電壓表正確連入電路；
（3）實驗中，他所選擇的變阻器是C（選填序號）
A．20Ω　0.5A    B．30Ω　1A    C．50Ω　1A
（4）乙圖中陰影部分面積表示的物理量是電壓；
（5）當另一個同學在按步驟做時，他也先選一個“5Ω”的電阻，測得電流表示數為0.2A，當換“10Ω”來做時，發現電流表的示數不是0.1A，（不考慮溫度對電阻的影響），你認為電流表的讀數將會是大于（填“大于”、“小于”）0.1A，那么滑片應該向右 移動（選填“左”、“右”）．

Answer 1

分析 （1）探究電流與電阻的關系時，應改變電阻阻值，移動滑動變阻器滑片，注意觀察電壓表示數，保持電阻兩端電壓不變；
（2）電壓表并接在電阻兩端；
（3）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；
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；
（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；
（5）由歐姆定律可知，當電壓一定時，電路電流與電阻阻值成反比，
探究電流與電阻的關系，應控制電阻兩端電壓不變，電阻阻值由3Ω更換為10Ω后，電阻阻值變大，分壓變大，滑動變阻器分壓變小，為保持電阻電壓不變，應移動滑片，使滑動變阻器接入電路的阻值變大，滑動變阻器分壓變大，減小電阻兩端電壓，以便使電阻兩端電壓保持不變，根據電路圖確定滑片的移動方向．

解答 解：（1）研究通過導體的電流與導體電阻的關系，應控制電阻兩端電壓不變，更換電阻后為保持電阻兩端電壓不變，應移動滑動變阻器滑片，移動變阻器滑片時，眼睛應注視電壓表示數；
（2）電壓表并接在電阻兩端，如下圖：

（3）由圖乙可知，電壓表的示數U_R=0.2A×10Ω=2V，
實驗中的最小電流I=0.1A，此時滑動變阻器連入阻值最大，
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，
所以，滑動變阻器的規格為C；
（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；
（5）由歐姆定律I=$\frac{U}{R}$可知，以5歐電阻做實驗時，電壓是U₁=I₁R₁=0.2A×5Ω=1V；當換為10歐電阻時，10歐電阻兩端電壓增大，大于1V的電壓除以10歐的阻值，故電流表的讀數將會大于0.1A，因此當換“10Ω”來做時，發現電流表的示數不是0.1A，電流表的讀數將會是大于0.1A．
定值電阻由5Ω更換為10Ω后，定值電阻分壓變大，大于原來的電壓，為保持定值電阻兩端電壓不變，應向右移動滑動變阻器滑片，增大滑動變阻器接入電路的阻值，增大滑動變阻器的分壓，使定值電阻兩端電壓減小到原來的值，保持電阻兩端電壓不變；因此為使電流表的讀數變為0.1A，變阻器滑片應該向右移動．
故答案為：（1）B；（2）見上圖；（3）C；（4）電壓；（5）大于； 右．

點評 本題考查了實物電路的連接、滑動變阻器的使用和實驗中的注意事項；關于電路的連接方法及注意的問題，是電學中的基礎，應掌握熟練；電流與電壓和電阻有關，所以在探究過程中應用到控制變量法．