Question

20．小科用如圖所示的電路研究通過導體的電流與電阻的關系，電源電壓恒為6伏，改變電阻R的阻值，移動滑動變阻器的滑片，記下相應的4次實驗的電流和電阻值，將數據點描繪在乙圖中．

（1）實驗中，滑動變阻器的作用是控制電壓表示數不變；
（2）實驗中，小科所選的變阻器規格是A；
A.50歐、2安       B.20歐、1安         C.10歐、0.5安
（3）乙圖中陰影部分的面積表示物理量是電壓；
（4）實驗過程中，如果出現電流表示數幾乎為0、電壓表示數接近電源電壓值的現象，則電路發生的故障是電阻斷路．

Answer 1

分析 （1）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，據此分析變阻器的作用；
（2）根據圖乙可知，當電路中電流最小時，滑動變阻器接入電路的阻值最大；根據串聯電路電壓規律和歐姆定律求出滑動變阻器的最大阻值；
（3）陰影部分為電流和電阻的乘積，由歐姆定律確定陰影部分的面積表示物理量；
（4）若電流表幾乎為0，說明電路可能斷路；電壓表示數接近電源電壓，說明電壓表與電源連通，則與電壓表并聯的支路以外的電路是完好的，則與電壓表并聯的電阻斷路了．

解答 解：（1）探究電流與電阻的關系時，要控制電壓表示數不變，故滑動變阻器的作用是：控制電壓表示數不變；
（2）根據圖乙可知，電路中的最小電流為0.1A，定值電阻20Ω，根據歐姆定律I=$\frac{U}{R}$，
U=IR=0.1A×20Ω=2.0V，即則定值電阻兩端電壓為2V；
由串聯電路電壓規律和歐姆定律可知，滑動變阻器接入電路的最大阻值：
R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{{I}_{最小}}$=$\frac{6VC-2V}{0.1A}$=40Ω；
故選A；
（3）陰影部分為橫、縱坐標的乘積，即陰影部分的面積為S=IR，由歐姆定律，U=IR，即圖中陰影部分的面積表示物理量是電壓．
（4）經分析，電流表示數幾乎為0、電壓表示數接近電源電壓值的現象，則電路發生的故障是：電阻斷路；
故答案為：（1）控制電壓表示數不變； （2）A； （3）電壓； （4）電阻斷路．

點評 本題研究通過導體的電流與電阻的關系，考查變阻器的作用、對器材的選擇、數形結合的思想及故障的分析．