Question

11．小敏用如圖甲所示的電路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，保持電阻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）在實驗過程中，移動變阻器滑片時，眼睛應注視B．
A．變阻器滑片           B．電壓表示數         C．電流表示數
（2）在丙圖中，用筆畫線代替導線，將電路連接完整．
 
（3）實驗中，他所選擇的變阻器是C．
A.10Ω  0.5A         B.20Ω  1A          C.50Ω  2A
（4）乙圖中陰影部分面積表示的物理量是電阻R兩端的電壓．
（5）在實驗過程中，如果出現了電流表示數為0，但電壓表示數為2V，電路發生的故障可能是電流表短路．

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）研究通過導體的電流與導體的電阻的關系時，應控制電壓表的示數不變，由圖乙給出的點和歐姆定律求出電壓表的示數，據此選擇量程，然后把電壓表并聯在乙圖中定值電阻的兩端；另外將滑動變阻器一上一下的串聯接入電路；
（3）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）電壓表的示數為2V，說明滑動變阻器、定值電阻都連入電路，電壓分配關系沒變；電流表的示數為0說明電流表短路．

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）由圖乙所給出的點可知，電壓表的示數為2V不變，所以電壓表的量程為0～3V，然后把電壓表并聯在乙圖中定值電阻的兩端；將滑動變阻器一上一下的串聯接入電路；如圖所示：

（3）由圖乙可知，實驗中的最小電流I=0.1A，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，
由歐姆定律可得，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）陰影部分為橫、縱坐標的乘積，即陰影部分的面積為：
S=U=IR=0.2A×10Ω=2V，表示為2V；
（5）電壓表的示數為2V，說明滑動變阻器、定值電阻都連入電路，電壓分配關系沒變；電流表的示數為0說明電流表短路．
故答案為：
（1）B；
（2）如圖所示；
（3）C；
（4）R兩端的電壓；
（5）電流表短路．

點評 本題從實驗的操作、實物圖的連接、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．