题目内容

【题目】小明想探究“电阻一定时,电流与电压的关系”,于是找来一些实验器材:电流表一个、电压表一个、定值电阻(R1=5ΩR2=10ΩR3=15Ω各一个)、两个滑动变阻器分别是“10Ω2A”和“100Ω1A”、开关一个、导线若干、电源电压为3V保持不变。

(1)请你根据甲电路图,用笔画线代替导线将乙实物图补充完整(若未打印答题卡,可结合图中字母用文字表述作答);

________

(2)实验中滑动变阻器的作用是________________________________

(3)连接好电路,闭合开关后小明发现,电流表示数为0,电压表示数接近电源电压,则电路出现的故障可能是___________

(4)排除故障后,为了减小实验误差,在实验过程中各电表的示数都能超过电表量程的一半,同时又考虑操作的方便,应选取的滑动变阻器为_____,定值电阻应选_______

(5)小明选出需要的实验器材,顺利完成实验得出结论;

(拓展)小明用R1=1ΩR2=2Ω来替换R,找来一个单刀双掷开关接人电路,去掉电流表,如图丙所示,其他条件都不变。先闭合开关s,将单刀双掷开关拨到1处,将滑片滑到某一位置,使电压表的示数为1V,此时滑动变阻器接入电路的电阻是_____Ω。再将单刀双掷开关拨到2处,移动滑片使电压表的示数为1.5V,此时滑动变阻器消耗的功率是_____W

【答案】 保护电路,改变定值电阻两端的电压 定值电阻断路 10Ω 2A 5 0 0.75

【解析】

本题考查探究“电阻一定时,电流与电压的关系”实验,根据实验原理及欧姆定律分析求解。

(1)[1]滑动变阻器串联接入电路,由图甲可知滑动变阻器下端接A接线柱,所以导线连接AE两点或连接AG两点,连接导线入下图所示

(2)[2]探究“电阻一定时,电流与电压的关系”实验中滑动变阻器的作用为:改变导体两端电压,探究电流与电压关系。

(3)[3] 连接好电路,闭合开关后小明发现,电流表示数为0,说明电路某处断路,电压表示数接近电源电压,说明与电压表并联的电路断路,则电路出现的故障可能是定值电阻断路。

(4)[4][5]电流表示数都能超过电表量程的一半,即电路中的电流超过0.3A,电源电压为3V,所以电路中总电阻最大值为

所以定值电阻选“”的电阻。

电压表示数都能超过电表量程的一半,即定值电阻两端电压超过1.5V,滑动变阻器的电阻小于定值电阻阻值。考虑到操作的方便,应选取的滑动变阻器为“10Ω 2A”的滑动变阻器。

[6]闭合开关S,将单刀双掷开关拨到1处,将滑片滑到某一位置,使电压表的示数为1V,此时电压表测量R1两端电压,即R1两端电压为1V,通过R1的电流为

R2两端电压为

滑动变阻器两端的电压为

所以滑动变阻器接入电阻为0

[7]将单刀双掷开关拨到2处,移动滑片使电压表的示数为1.5V,此时电压表测量R1 R2两端电压,即R1 R2两端的电压为1.5V,电路中的电流为

滑动变阻器两端的电压为

此时滑动变阻器消耗的功率是

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