Question

18．小敏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．10Ω0.5A       B．20Ω1A         C．50Ω2A
（4）乙圖中陰影部分面積表示的科學量是電壓；
（5）實驗過程中，如果出現了電流表示數為0，電壓表示數接近6V，電路發生的故障可能是電阻R斷路．

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）根據圖乙讀出任意一組數據，根據歐姆定律求出實驗中保持的電壓表示數，據此確定電壓表的量程，且與定值電阻并聯；
（3）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）電壓表由示數說明電壓表與電源之間是通路，電流表無示數說明電壓表并聯部分斷路．

解答 解：（1）探究電壓一定時，電流與電阻的關系時，在不斷的改變定值電阻的同時，必須不斷的移動滑動變阻器，使得電壓表的示數是一個定值，
故在移動滑片的同時，眼睛觀察電壓表的示數，故選B；
（2）由圖乙可知，實驗中的最小電流I=0.1A，對應的電阻為20Ω，
由I=$\frac{U}{R}$可得，實驗中保持電壓表不變的示數：
U_R=IR=0.1A×20Ω=2V，
則電壓表的量程為0～3V，且與定值電阻并聯，如下圖所示：

（3）電壓表的示數U_R=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，
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）陰影部分為橫、縱坐標的乘積，即陰影部分的面積為：
S=U=IR=0.2A×10Ω=2V，即測量的是電壓，示數為2V；
（5）電流表示數為0，電壓表示數接近6V，說明電壓表并聯部分斷路，兩端無電壓，電路發生的故障可能是電阻R斷路．
故答案為：
（1）B；
（2）如上圖所示；
（3）C；
（4）電壓；
（5）電阻R斷路．

點評 本題從實驗的操作、滑動變阻器的選擇、電壓表量程的選擇和連接、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．