Question

小刚同学用如图甲电路探究“一段电路中电流跟电阻的关系”．电源电压恒为6V．改变A、B 两点间的电阻值，调节滑动变阻器滑片，保持A、B两端的电压不变，记下相应的4次实验的电流和电阻值，描绘在图乙中．

（1）实验过程中，移动变阻器滑片时，眼睛应注视______的变化（选填“变阻器滑片”、“电压表示数”或“电流表示数”）．
（2）乙图中阴影部分面积表示的物理量是______．
（3）实验中，他所选择的变阻器是______（A“10Ω 0.5A”/B“20Ω 1A”/C“50Ω 2A”）．
（4）在此实验过程中，当A、B 两点间的电阻由5Ω更换为10Ω后，为了探究上述问题，他应该采取的唯一操作是______
A．保持变阻器滑片不动　　　　　B．将变阻器滑片适当向左移动
C．将变阻器滑片适当向右移动　　　　D．将电池个数增加
（5）在图乙中用平滑的曲线描绘I-R图线，可得结论______．
（6）实验过程中，如果出现了电流表示数为0，电压表示数接近6V，电路发生的故障可能是______．

Answer 1

解：（1）探究电压一定时，电流与电阻的关系时，在不断的改变定值电阻的同时，必须不断的移动滑动变阻器，使得电压表的示数是一个定值，故在移动滑片的同时，眼睛观察电压表的示数；
（2）阴影部分为横、纵坐标的乘积，即阴影部分的面积为：S=IR=U，即测量的是电压；
（3）由图象知，当R=20Ω时，电路中的电流I=0.1A，所以电阻两端的电压为：
U_R=IR=0.1A×20Ω=2V；
滑动变阻器两端的电压U_滑=6V-2V=4V；
滑动变阻器的阻值R_滑===40Ω
所以应选择滑动变阻器C；
（4）电阻由5Ω更换为10Ω后，根据串分压的知识，电阻两端的电压变大，若要保持电阻两端的电压不变，应增大滑动变阻器的阻，将滑片向右端滑动，所以AB错误，C正确；
若增加电池的个数，则电阻两端的电压会更大，D错误；
（5）将图乙中各点用平滑的曲线连接起来，如图所示：

由图象知，电压不变，导体中的电流与它的电阻成反比；
（6）若电流表示数为0，则电路中某处发生断路，电压表示数接近6V，则电压表两侧的电路完好，与电压表并联的电阻发生断路现象．
故答案为：（1）电压表示数；（2）电阻两端的电压；（3）C“50Ω 2A”；（4）C；（5）电压不变，导体中的电流与它的电阻成反比；（6）电阻断路．
分析：（1）实验研究的是电流与电阻的关系，因此必须控制电阻两端的电压值一定，所以眼睛应注视电压表的示数，移动滑片保持电压表示数不变；
（2）阴影部分为电流和电阻的乘积，应该为定值电阻两端的电压值；
（3）根据图象中的某一点，由U=IR求出电阻两端的电压值，根据串分压的知识，当电阻值为20Ω时，所需滑动变阻器的阻值最大，根据串联电路的电流、电压规律结合欧姆定律求出滑动变阻器的阻值，便可进行选择；
（4）根据串分压的知识，当A、B 两点间的电阻由5Ω更换为10Ω后，电阻两端的电压变大，若要保持电阻两端的电压不变，应增大滑动变阻器的阻值；
（5）将图乙中各点用平滑的曲线连接起来，分析图象可得出电流与电阻的关系：电压不变，导体中的电流与导体的电阻成反比；
（6）若电路中电流为零，则发生断路，电压表的示数接近电源电压，则与电压表并联的电路断路．
点评：此题是探究“一段电路中电流跟电阻的关系”实验，实验中要控制电阻两端的电压不变，同时考查了滑动变阻器的选择，涉及到了串联电路中欧姆定律的应用及电流、电压的规律；还考查了图象的画法和分析及电路故障的分析，只要细心，题目难度不是很大．