Question

小剛同學用如圖甲電路探究“一段電路中電流跟電阻的關系”．電源電壓恒為6V．改變A、B 兩點間的電阻值，調節滑動變阻器滑片，保持A、B兩端的電壓不變，記下相應的4次實驗的電流和電阻值，描繪在圖乙中．

（1）實驗過程中，移動變阻器滑片時，眼睛應注視______的變化（選填“變阻器滑片”、“電壓表示數”或“電流表示數”）．
（2）乙圖中陰影部分面積表示的物理量是______．
（3）實驗中，他所選擇的變阻器是______（A“10Ω 0.5A”/B“20Ω 1A”/C“50Ω 2A”）．
（4）在此實驗過程中，當A、B 兩點間的電阻由5Ω更換為10Ω后，為了探究上述問題，他應該采取的唯一操作是______
A．保持變阻器滑片不動　　　　　B．將變阻器滑片適當向左移動
C．將變阻器滑片適當向右移動　　　　D．將電池個數增加
（5）在圖乙中用平滑的曲線描繪I-R圖線，可得結論______．
（6）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______．

Answer 1

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；
（2）陰影部分為橫、縱坐標的乘積，即陰影部分的面積為：S=IR=U，即測量的是電壓；
（3）由圖象知，當R=20Ω時，電路中的電流I=0.1A，所以電阻兩端的電壓為：
U_R=IR=0.1A×20Ω=2V；
滑動變阻器兩端的電壓U_滑=6V-2V=4V；
滑動變阻器的阻值R_滑===40Ω
所以應選擇滑動變阻器C；
（4）電阻由5Ω更換為10Ω后，根據串分壓的知識，電阻兩端的電壓變大，若要保持電阻兩端的電壓不變，應增大滑動變阻器的阻，將滑片向右端滑動，所以AB錯誤，C正確；
若增加電池的個數，則電阻兩端的電壓會更大，D錯誤；
（5）將圖乙中各點用平滑的曲線連接起來，如圖所示：

由圖象知，電壓不變，導體中的電流與它的電阻成反比；
（6）若電流表示數為0，則電路中某處發生斷路，電壓表示數接近6V，則電壓表兩側的電路完好，與電壓表并聯的電阻發生斷路現象．
故答案為：（1）電壓表示數；（2）電阻兩端的電壓；（3）C“50Ω 2A”；（4）C；（5）電壓不變，導體中的電流與它的電阻成反比；（6）電阻斷路．
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）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；
（3）根據圖象中的某一點，由U=IR求出電阻兩端的電壓值，根據串分壓的知識，當電阻值為20Ω時，所需滑動變阻器的阻值最大，根據串聯電路的電流、電壓規律結合歐姆定律求出滑動變阻器的阻值，便可進行選擇；
（4）根據串分壓的知識，當A、B 兩點間的電阻由5Ω更換為10Ω后，電阻兩端的電壓變大，若要保持電阻兩端的電壓不變，應增大滑動變阻器的阻值；
（5）將圖乙中各點用平滑的曲線連接起來，分析圖象可得出電流與電阻的關系：電壓不變，導體中的電流與導體的電阻成反比；
（6）若電路中電流為零，則發生斷路，電壓表的示數接近電源電壓，則與電壓表并聯的電路斷路．
點評：此題是探究“一段電路中電流跟電阻的關系”實驗，實驗中要控制電阻兩端的電壓不變，同時考查了滑動變阻器的選擇，涉及到了串聯電路中歐姆定律的應用及電流、電壓的規律；還考查了圖象的畫法和分析及電路故障的分析，只要細心，題目難度不是很大．