Question

【題目】某學習小組在“探究通電導體中電流與電阻的關系”的實驗中，小明連接了如圖甲所示的電路（電源電壓保持4.5V不變）。

（1）用筆畫線代替導線將圖甲實物電路連接完整（要求：滑動變阻器的滑片P向左移動，電路中電流變大，導線不得交叉）。

（________）

（2）連接好電路，閉合開關，發現電壓表示數接近于電源電壓，電流表幾乎無示數，則故障為定值電阻R__（填“短路”或“斷路”）

（3）圖乙是小組根據測得的實驗數據繪制的電流I隨電阻R變化的圖象，由圖象可知R兩端的電壓為_____V；當R的電阻由5Ω更換為10Ω時，閉合開關后，為使R兩端的電壓_____（填“改變”或“不變”），滑動變阻器的滑片應向_____（填““左”或“右”）端滑動；若實驗中R的阻值分別是5Ω、10Ω、15Ω，則滑動變阻器的阻值至少是_____Ω。

Answer 1

【答案】 斷路 3 不變 右 7.5

【解析】

第一空．滑動變阻器的滑片P向左移動，電路中電流變大，即電阻變小，故變阻器左下接線柱連入電路中與電阻串聯，如下所示：

第二空．若定值電阻短路，電壓表示數為0，電流表有示數，不符合題意；若定值電阻斷路，電流表示數為0，電壓表串聯在電路中測電源電壓，有示數，符合題意，所以故障為定值電阻R斷路；

第三空．圖乙是小組根據測得的實驗數據繪制的電流I隨電阻R變化的圖象，由圖象可知R兩端的電壓為：

U=IR=0.6A×5Ω=……=0.2A×15Ω=3V；

第四空．探究電流與電阻的實驗中應控制電壓不變，即保持電阻兩端的電壓不變；

第五空．根據串聯電路電壓的規律可知，應增大滑動變阻器分得的電壓，由分壓原理，應增大滑動變阻器連入電路中的電阻，所以滑片應右端移動，使電壓表的示數仍為3V。

第六空．電壓表控制的電壓為3V，根據串聯電路電壓的規律，變阻器分得的電壓：

U滑=4.5V﹣3V=1.5V，

變阻器分得的電壓為電壓表示數的0.5倍，根據分壓原理，當接入15Ω電阻時，變阻器連入電路中的電阻為：

R滑=0.5×15Ω=7.5Ω，

故為了完成整個實驗，應該選取最大阻值至少7.5Ω的滑動變阻器。