Question

4．如圖甲所示．是小明同學“探究通過導體的電流與電壓的關系”的實驗電路圖，電壓表V₁和V₂分別測R₁和R₂兩端的電壓，已知電源電壓和電阻R₁的阻值均恒定，電流表A的量程為0～0.6安，電壓表V₁的量程為0～3伏，電壓表V₂的量程為0～15伏，滑動變阻器R₂上標有“50Ω  1A”的字樣．

（1）請你用筆畫線代替導線，將圖甲所示的電路連接完整．（要求滑動變阻器的滑片向右滑動，電流表的示數變小）
（2）閉合開關，發現電流表A與電壓表V₁的示數為零，電壓表V₂的示數不為零，若是電路中的電阻R₁或滑動變阻器R₂發生故障．則故障是R₂斷路．
（3）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，如表所示，其中第5次測量時電流表的示數如圖乙所示，此時的電流為0.24A．

實驗序號	1	2	3	4	5
電壓表V1示數（V）	1.6	1.8	2.0	2.2	2.4
電流表A示數（A）	0.16	0.18	0.20	0.22

分析表中實驗數據可得結論：電阻一定時，通過導體的電流跟導體的電壓成正比．
（4）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，根據實驗數據作出圖丙所示的U-I圖象，則該實驗中，在保證實驗器材安全的前提下，滑動變阻器接入電路中的電阻不得少于50Ω．
（5）在探究實驗中，多次實驗的目的往往是為了尋找普遍規律，下列操作中和這一目的相同的是BC．
A、“測量物體的長度”時，多次測量
B、“研究杠桿平衡的條件”時，改變動力（臂）和阻力（臂），多次測量
C、“研究串、并聯電路的電流特點”時，換用不同定值電阻，多次測量
D、“用電壓表和電流表測定值電阻的阻值”時，多次測量電阻兩端電壓和通過電阻的電流值．

Answer 1

分析 （1）R₁和R₂串聯，V₂應與R₂并聯，滑動變阻器一上一下連接；
（2）電流表示數為零，則電路中有斷路處，若電壓表示數不為零，則電壓表兩側到電源的電路應完好，與此電壓表并聯的電路斷路；
（3）根據電流表的量程和分度值讀出示數，分析表格中數據得出電流和電壓的關系；
（4）根據R=$\frac{U}{I}$計算滑動變阻器接入電路中的電阻；
（5）根據各個實驗目的進行判斷．

解答 解：（1）R₁和R₂串聯，V₂應與R₂并聯，滑動變阻器一上一下連接，電路圖如下：

（2）電流表示數為零，說明電路中R₁或R₂斷路；電壓表V₁的示數為零，說明R₁短路或R₂斷路；電壓表V₂的示數不為零，說明R₁沒有斷路，R₂沒有短路，故故障只能是電阻R₂斷路．
（3）電流表的量程為0～0.6A，分度值為0.02A，故電流表示數為0.24A；分析表格中記錄的數據，得到的結論是：電阻一定時，通過導體的電流跟導體的電壓成正比；
（4）由圖丙可知，最小電流為I=0.1A，此時電壓表V₂示數為U=5.0V，滑動變阻器阻值為R=$\frac{5V}{0.1A}$=50Ω，故滑動變阻器接入電路中的電阻不得少于50Ω；
（5）A、“測量物體的長度”時，多次測量，為了減小誤差，不符合題意；
B、“研究杠桿平衡的條件”時，改變動力（臂）和阻力（臂），多次測量，是為了尋找普遍規律，符合題意；
C、“研究串、并聯電路的電流特點”時，換用不同定值電阻，多次測量，是為了尋找普遍規律，符合題意；
D、“用電壓表和電流表測定值電阻的阻值”時，多次測量電阻兩端電壓和通過電阻的電流值，可以比較測量值減小誤差，不符合題意；
故選BC．
故答案為：（1）如上圖；（2）R₂斷路；（3）0.24；在電阻一定時，通過導體的電流跟導體的電壓成正比；（4）50； （5）BC．

點評 本題考查了根據電路圖連接實物圖和串聯電路的特點以及歐姆定律的應用，關鍵是會分析表格和圖象中的數據得出有用的信息，同時要注意控制變量法在結論中的應用．