Question

【題目】小亮利用如圖甲所示的電路“探究電流跟電阻的關系”，電源電壓4.5V，五個定值電阻的阻值分別是5、10Ω、15Ω、20Ω和25Ω，滑動變阻器標有“50Ω1A”字樣。

(1)請你找出接錯的那一根導線，在這根導線上打“×”，并畫出正確的連接位置。

（________）

(2)正確連接電路后閉合開關，移動滑動變阻器滑片P，電流表有示數，電壓表無示數，則故障可能是_____（寫出一種即可）。

(3)小亮排除故障后再次閉合開關，移動滑動變阻器滑片P的同時，眼睛應注視_____。

A．電壓表示數 B．電流表示數 C．滑動變阻器滑片

(4)實驗中小亮多次改變R的阻值，調節滑動變阻器滑片P，使電壓表示數保持不變，記下電流表的示數，得到如圖乙所示的圖象。由圖象可以得出結論：_____。

(5)結合圖象乙，小亮同學在五次實驗中滑動變阻器接入電路的阻值范圍是_____Ω。

(6)由于實驗器材中有多組電源可以選擇，小亮想如果五個定值電阻不變，控制電壓表示數與剛才一樣，為了能夠順利完成這五次實驗，那么小亮應選擇最大電壓值不超過_____V的電源。

Answer 1

【答案】 電阻（或電壓表）短路 A 電壓一定時，電流與電阻成反比 4~20 7.5

【解析】

本題考查探究電流跟電阻的關系，應用控制變量法，歐姆定律和串聯分壓規律分析求解。

(1)[1]由圖甲可知該電路中電阻R被短路，電流不經過電阻R，電阻R要串聯接入電路，并讓電壓表測量電阻兩端電壓，修改電路圖如下：

(2)[2]電流表有示數，說明有電流經過，不可能是斷路，電壓表無示數，說明沒有電流經過電壓表，所以故障可能是電壓表短路或電阻短路。

(3)[3]在“探究電流跟電阻的關系”實驗中要控制電壓不變，所以在移動滑動變阻器滑片P的同時，眼睛應注視電壓表示數，使電壓表示數不變。

(4)[4]由圖像可知電壓一定時電流與電阻的乘積是定值，所繪函數圖像為反比例函數圖像，故由圖像可以得出結論：電壓一定時，電流與電阻成反比。

(5)[5]由圖像乙可知實驗過程中控制電阻兩端電壓為

U=IR=0.5A×5Ω=2.5V

2.5V不變，則滑動變阻器兩端電壓為

串聯分壓規律可知，當接入電阻最小時，滑動變阻器接入電阻也最小，此時，

則

可知滑動變阻器接入最小電阻為

當接入電阻最大時，滑動變阻器接入電阻也最大，則

可知滑動變阻器最大電阻為

所以，滑動變阻器接入電路的阻值范圍是4~20Ω。

[6]由題可知，要五個定值電阻不變，控制電壓表示數為2.5V不變，要能夠順利完成這五次實驗，當接入25Ω電阻，滑動變阻器電阻接入電阻最大50Ω，由串聯分壓規律可知，最大的電源電壓需滿足關系為

可知

電源電壓為7.5V時，接入5Ω電阻，則滑動變阻器接入電阻為10Ω，通過電路中的最大電流為

小于電流表的量程，所以小亮應選擇電壓值不超過7.5V的電源。