Question

3．小敏用如圖甲所示的電路圖，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）實驗過程中，移動變阻器滑片時，眼睛應注視電壓表示數，使電壓表示數為2伏．
（2）在丙圖中，用筆線代替導線，將電壓表正確連入電路；
（3）實驗中，他所選擇的變阻器規格應是A（選填序號）；
A．50Ω  2A        B．20Ω  1A      C．10Ω  0.5A
（4）乙圖中陰影部分面積表示的科學量是電壓；
（5）實驗過程中，如果發現滑動變阻器接線柱接觸不良，則電流表、電壓表示數分別是0和0．

Answer 1

分析 （1）研究通過導體的電流與導體電阻的關系，應控制電壓不變，改變電阻；
（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；
（3）根據串分壓的知識，串聯電路中的電阻越大，分得的電壓越多．當電阻的阻值最大時，滑動變阻器的阻值要求也最大；
（4）涂黑的部分是一個長方形的面，其面積等于長×寬，即電流和電阻的乘積，所以是電壓；
（5）實驗過程中，現滑動變阻器接線柱接觸不良，則整個電路斷路，電流表、電壓表均無示數

解答 解：（1）由圖乙可知，R=20Ω時，I=0.1A，故電阻R兩端的電壓U=IR=0.1A×20Ω=2V，所以移動變阻器滑片時，眼睛應注視電壓表示數，使電壓表示數為2V；
解：（1）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，把電壓表并聯在圖中定值電阻的兩端，如下圖所示：

（3）由于電阻R兩端的電壓不變，由圖象知，當電阻為20Ω時，滑動變阻器的電阻是整個過程所需的最大值，由圖象知，I=0.1A，所以U=IR=0.1A×20Ω=2V，則U′=6V-2V=4V
由串分壓的知識得U：U′=R：R′，即2V：4V=20Ω：R′，解得R′=40Ω，BC的最大阻值太小，不符合題意，所以應該選擇A；
（4）乙圖中“涂黑”部分面積等于電流與電阻的積，所以是電阻兩端的電壓．
（5）實驗過程中，滑動變阻器接線柱接觸不良，則整個電路斷路，故電流表、電壓表均無示數．
故答案為：（1）2；（2）如上圖；（3）A；（4）電壓；（5）0和0．

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．