Question

小明探究“通過導體的電流與電壓的關系”時，電路圖如圖(甲)所示．電源電壓不變，R₁為定值電阻，電流表A選用0～0.6 A量程，電壓表V₁選用為0～3 V量程，電壓表V₂選用為0～15 V量程，滑動變阻器R₂上標有“50 Ω　1 A”的字樣．

(1)請根據電路圖(甲)用筆畫線代替導線連接實物圖(乙)．

(2)閉合開關前滑動變阻器的滑片P應放在________(A/B)端．

(3)閉合開關S，發現電流表A與電壓表V₂的示數為零，電壓表V₁的示數不為零，則電路存在的故障是________．

(4)排除故障后，繼續進行實驗，記錄電流表A與電壓表V₁的示數，得到一組實驗數據，如表格(丙)所示．分析表中實驗數據可得結論：當導體的阻值不變時，通過導體的電流與其兩端電壓成________比．

(5)實驗中，記錄電流表A與電壓表V₂的示數，得到一組實驗數據，根據實驗數據作出I－U₂圖線，如圖(丁)所示，電源電壓是________V．在保證實驗器材安全的前提下，滑動變阻器接入電路的阻值不得小于________Ω．

Answer 1

答案：
解析：

故答案為： 　　(1)實物連接如下圖： 　　(2)B； 　　(3)電阻R1斷路； 　　(4)正； 　　(5)6；10． 　　分析：(1)在根據電路圖連接電路過程中，要特別注意電流表、電壓表的位置、接法、量程選擇和電流方向；滑動變阻器采用“一上一下”的接法與定值電阻串聯． 　　(2)為保護電路，閉合開關前，滑動變阻器滑片應位于最大阻值處． 　　(3)閉合開關，電流表或電壓表示數為零，說明與其串聯的電路斷路；電壓表有示數，說明與其串聯的電路是通路． 　　(4)由電路圖知，電壓表V1測量電阻R1兩端電壓，電流表測量電路電流．比較電壓、電流變化規律就能得出實驗結論． 　　(5)由上一步可以得到電阻R1的阻值；在丁圖中，滑動變阻器兩端最大電壓為5.0 V，此時電路電流為0.1 A，由此得到滑動變阻器接入電路的阻值；已知電阻R1和滑動變阻器接入電路的阻值，可以得到總電阻；已知電路總電阻和電流，可以得到電源電壓； 　　為保護用電器或電流表、電壓表，電路電流不能超過用電器或電流表允許通過的最大電流，兩端電壓不能超過電壓表選擇的量程．確定電路最大電流或最大電壓后，在電源電壓不變的情況下，得到電路的總電阻，其中R1已得出，所以能夠得到滑動變阻器接入電路的電阻． 　　解答：解： 　　(1)題目已明確了電流表、電壓表的量程，只要將電阻、滑動變阻器、開關、電源串聯，電壓表V1與電阻并聯、電壓表V2與滑動變阻器并聯即可． 　　(2)為保護電路，閉合開關前，滑片應位于最大阻值處，也就是位于B端． 　　(3)閉合開關，電流表A 與電壓表V2的示數為零，說明與他們串聯的電路是斷路狀態－－但不可能是滑動變阻器斷路(如果滑動變阻器斷路，電壓表V2有示數)；電壓表V1有示數，說明與V1串聯的電路是通路，所以電路故障為電阻R1斷路． 　　(4)由實驗數據可以看出：電壓成倍增大，電流也成倍增大，且兩者增大的倍數相同．所以實驗結論為：在電阻一定時，通過導體的電流與兩端電壓成正比． 　　(5)定值電阻的阻值為R1＝＝＝10 Ω 　　由丁圖知，滑動變阻器兩端電壓為5 V時，滑動變阻器接入電路的電阻為R2＝＝＝50 Ω 　　所以電源電壓為U＝IR＝0.1 A×(10 Ω＋50 Ω)＝6 V； 　　已知電源電壓為6 V，所以對電壓表V2不會造成損害；已知電源電壓和電阻R1的阻值，可得電路最大電流為0.6 A，對電流表也不會造成損害；當電壓表V1電壓達到3 V時，電路電流為I＝＝0.3 A 　　所以滑動變阻器接入電路電阻為R最小＝＝10 Ω，即滑動變阻器接入電路電阻不能小于10 Ω． 　　點評：在額定電流不同的用電器串聯在同一電路中時，確定電路電流的原則是：“同情弱者”－－以最小的額定電流為電路電流，防止燒壞用電器．

提示：

考點：探究電流與電壓、電阻的關系實驗．