Question

在“探究電流與電壓、電阻關系”的實驗中，實驗臺上準備好了以下實驗器材：電源（電壓為4.5V）、電流表、電壓表各一個，開關一個，四個定值電阻（5Ω、10Ω、15Ω、20Ω），兩只滑動變阻器（規格分別為“20Ω 2A”、“50Ω　1A”），導線若干．

（1）請根據圖甲的電路圖用筆畫線將圖乙實物圖連接完整：
（2）小亮連接好電路后，閉合開關，發現無論怎樣移動滑片P．電流表示數始終為零，電壓表示數約為4.5V，則電路中出現的故障可能是______．
（3）小亮糾正錯誤后，繼續進行實驗，電流與電壓的關系如圖所示，說明：______．
（4）小亮在研究電阻對電流的影響時，先將定值電阻5Ω接入電路，測得電阻兩端電壓為1.5V，并記錄了電流表示數0.3A，然后將5Ω的電阻換成10Ω，閉合開關后，下一步的操作是：向______（填左、右）調節滑動變阻器的滑片，保持______不變，小亮為完成用四個定值電阻進行實驗，他應選擇的滑動變阻器規格是______，他這樣選擇的理由是______．

Answer 1

解：（1）根據電路圖連接實物電路圖，實物電路圖如圖所示．
（2）閉合開關，電流表示數為零，說明電路存在斷路，電壓表示數約為4.5V，說明電壓表與電源連接相連，電壓表并聯電路之外不存在斷路，則與電壓表并聯的定值電阻斷路．
（3）由圖示圖象可知，在電阻一定時，電流與電壓成正比．
（4）將5Ω的電阻換成10Ω，閉合開關后，應向右調節滑動變阻器的滑片，保持電壓表示數不變；
當20Ω的電阻接入電路時，電路電流I===0.075A，此時滑動變阻器兩端電壓U_滑=U-U_R=4.5V-1.5V=3V，
滑動變阻器接入電路的阻值R===40Ω，則應選規格為“50Ω 1A”的滑動變阻器；
故答案為：（1）電路圖如圖所示；（2）定值電阻斷路；（3）定值電阻斷路；（4）右；電壓表示數；“50Ω 1A”；當20Ω的電阻接入電路時，滑動變阻器接入電路的阻值為40Ω．
分析：（1）分析電路圖結構，根據電路圖連接實物電路圖．
（2）根據電路故障現象分析電路故障原因．
（3）分析圖示圖象，根據圖象特點得出實驗結論．
（4）探究電流與電阻的關系，應控制電阻兩端電壓保持不變，更換電阻后要移到滑片，使電壓表示數保持不變；
由歐姆定律求出最大阻值的滑動變阻器接入電路時的電路電流，然后由串聯電路特點及歐姆定律求出此時滑動變阻器接入電路的阻值，然后選擇滑動變阻器．
點評：本題考查了連接電路圖、電路故障分析、處理實驗數據、實驗器材的選擇等問題，探究電流與電阻間的關系，應控制電阻兩端電壓不變；應用串聯電路特點及歐姆定律是解最后一問的關鍵．