Question

【題目】小俐在探究“通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端電壓的關(guān)系”時(shí)，電路如圖甲所示，電源電壓保持不變，R為定值電阻。

（1）請用筆畫線代替導(dǎo)線，將乙圖中的電路按甲圖連接完整（要求導(dǎo)線不交叉）______

（2）如乙圖所示，實(shí)驗(yàn)前滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)位于_______（選填“A”或“B”）端。滑動(dòng)變阻器的作用除了起到保護(hù)電路的作用，還起到了____________________的作用。

（3）排除故障后，小俐又取了兩個(gè)定值電阻，想利用這些器材繼續(xù)探究“電壓不變時(shí)，電流與電阻的關(guān)系”。實(shí)驗(yàn)中所用電阻的阻值分別為5歐、10歐、20歐，電源電壓為6V，分別接入三個(gè)定值電阻，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，記錄數(shù)據(jù)，得到了如圖丙所示的圖象。由圖象可以得出結(jié)論：________________________________

（4）上述探究“電壓不變時(shí)，電流與電阻的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，

①小俐用5Ω的電阻做完實(shí)驗(yàn)后，保持滑動(dòng)變阻器滑片的位置不變。接著把R換為10Ω的電阻接入電路，閉合開關(guān)，應(yīng)向_______（選填“A”或“B”）端移動(dòng)滑片，直至電壓表示數(shù)為_______V時(shí)，讀出電流表的示數(shù)。

②小俐又把R換為20Ω的電阻接入電路，閉合開關(guān)，無論怎樣移動(dòng)滑片，電壓表都不能達(dá)到所控制的電壓值，是因?yàn)?/span>_____________________，為完成整個(gè)實(shí)驗(yàn)，應(yīng)該選取滑動(dòng)變阻器_______（選填字母）。

A．“20Ω 1.0A B．“30Ω 1.0A” C．“50Ω 1.0A”

③已知電源電壓為6V，電流表的量程為0～0.6A，電壓表的量程為0～3V,滑動(dòng)變阻器的規(guī)格為“40Ω 0.5A”，要順利利用5Ω、10Ω、20Ω的三個(gè)電阻完成實(shí)驗(yàn)探究，定值電阻兩端的電壓范圍是________________

Answer 1

【答案】見解析 B 改變定值電阻兩端的電壓 當(dāng)電壓一定時(shí)，通過導(dǎo)體的電流與電阻成反比 B 2 滑動(dòng)變阻器阻值過小或電源電壓過高或控制的電壓表示數(shù)過低 C 2-2.5V

【解析】

（1）電壓表并聯(lián)在定值電阻兩端，滑動(dòng)變阻器要求一上一下連接；

（2）連接好電路后，為了保證電路安全，應(yīng)將滑動(dòng)變阻器滑片移至阻值的最大處；滑動(dòng)變阻器的作用除了保護(hù)電路外，還起到改變定值電阻兩端電壓的作用；

（3）由圖丙入手求出電流和電阻的積，分析回答；

（4）①根據(jù)控制變量法，研究電流與電阻的關(guān)系時(shí)，需控制定值電阻的電壓相同，當(dāng)換上大電阻時(shí)，根據(jù)分壓原理確定電壓表示數(shù)的變化，由串聯(lián)電路電壓的規(guī)律結(jié)合分壓原理確定滑片移動(dòng)的方向；

②接20Ω電阻時(shí)，根據(jù)串分壓的知識，電壓表的示數(shù)變大，為使電壓表的示數(shù)不變，所需滑動(dòng)變阻器的阻值更大，電壓表的示數(shù)無法達(dá)到2V，可能是滑動(dòng)變阻器的阻值太小或是定值電阻兩端的電壓保持太低或是電源電壓太高造成；探究電流與電阻的關(guān)系，應(yīng)保持電阻兩端的電壓不變；根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律求出變阻器分得的電壓，根據(jù)分壓原理，求出當(dāng)接入20Ω電阻時(shí)變阻器連入電路中的電阻，確定變阻器的規(guī)格。

③“探究電流與電阻的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)控制不同值電阻的電壓保持不變，電流表允許通過的最大電流為0.6A，滑動(dòng)變阻器的規(guī)格為“40Ω 0.5A”，所以電路中的最大電流為；根據(jù)歐姆定律，，在求定值電阻兩端的最大電壓時(shí)，應(yīng)以最小的定值電阻為準(zhǔn)；當(dāng)選用最大的定值電阻時(shí)，且變阻器連入電路中的電阻最大時(shí)，電路中的電流最小，根據(jù)串聯(lián)電路電流的特點(diǎn)，即通過定值電阻的最小電流，，所以，，在求定值電阻兩端的最小電壓時(shí)，應(yīng)以最大的定值電阻為準(zhǔn)。

（1）將電壓表并聯(lián)在定值電阻兩端，滑動(dòng)變阻器要求一上一下連接，如圖所示：

（2）實(shí)驗(yàn)前滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)位于阻值最大處即B端，滑動(dòng)變阻器的作用除了保護(hù)電路外，還起到改變定值電阻兩端電壓的作用；

（3）由圖丙知，電流和電阻的積為：，故圖像可以得出結(jié)論：電壓一定時(shí)，通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比；

（4）①根據(jù)串聯(lián)分壓原理可知，將定值電阻由5Ω改接成10Ω的電阻，電阻增大，其分得的電壓增大；探究電流與電阻的實(shí)驗(yàn)中應(yīng)控制電壓不變，即應(yīng)保持電阻兩端的電壓不變，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律可知應(yīng)增大滑動(dòng)變阻器分得的電壓，由分壓原理，應(yīng)增大滑動(dòng)變阻器連入電路中的電阻，所以滑片應(yīng)向B端移動(dòng)，使電壓表的示數(shù)為2V；

②小俐又把R換為20Ω的電阻接入電路，閉合開關(guān)，無論怎樣移動(dòng)滑片，電壓表都不能達(dá)到所控制的電壓值，是因?yàn)榛瑒?dòng)變阻器的阻值太小或是定值電阻兩端的電壓保持太低或是電源電壓太高造成的；電阻兩端的電壓始終保持2V不變，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，變阻器分得的電壓：，變阻器分得的電壓為電壓表示數(shù)的，根據(jù)分壓原理，當(dāng)接入20Ω電阻時(shí)，變阻器連入電路中的電阻為：，故為了完成整個(gè)實(shí)驗(yàn)，應(yīng)該選取最大阻值至少40Ω的滑動(dòng)變阻器，即選C；

③“探究電流與電阻的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)控制不同電阻的電壓保持不變，根據(jù)把5Ω、10Ω、20Ω分別接入電路中進(jìn)行探究，保證電路中各元件的安全，且用三個(gè)電阻都能順利地完成實(shí)驗(yàn)：因電流表的量程為0-0.6A，滑動(dòng)變阻器的規(guī)格為“40Ω 0.5A”，所以電路中的最大電流為0.5A，當(dāng)接入最小的電阻5Ω時(shí)，電壓表示數(shù)即為允許的最大電壓；因變阻器的最大阻值為40Ω，當(dāng)變阻器電阻全部連入電路中時(shí)，若接入最大的定值電阻R大=20Ω，此時(shí)電路中的最小電流，定值電阻的最小電壓，故定值電阻兩端的電壓范圍是2V～2.5V。

故答案為：(1). 見上圖；(2).B； (3).改變定值電阻兩端的電壓；(4). 當(dāng)電壓一定時(shí)，通過導(dǎo)體的電流與電阻成反比； (5).B ；(6).2 (7).滑動(dòng)變阻器阻值過小或電源電壓過高或控制的電壓表示數(shù)過低；(8).C (9).2-2.5V。