题目内容
【题目】为了探究“导体中的电流跟电阻的关系”,某实验小组所用的定值电阻分别是5Ω、10Ω、20Ω,电源电压为3V不变。
(1)如图甲所示,是小华所连接的不完整实验电路,请你用笔画线代替导线,将缺少的两条导线连接好___;
(2)小华检查电路连接正确无误,当用开关“试触”时,发现电压表和电流表都无示数,于是他拆下电压表,用它查找故障。他将电压表的正接线柱接在电源正极,将电压表的负接线柱分别接电路中的H、G、E、F、D、C、B、A各接线柱,电压表的示数如下表所示。通过表中数据可判断电路发生的故障是_____:
A.开关接触不良 B.定值电阻开路 C.导线ED开路 D.滑动变阻器短路
(3)小华将5Ω的电阻接入电路,电压表如图乙所示。把定值电阻由5Ω换成10Ω后,闭合开关,电压表示数_____2V(选填“大于”、“小于”或“等于”)。随后移动滑动变阻器的滑电阻片,目的是_____。
(4)下表是小华测得的三组数据:据此数据可得到的结论是:在电压不变时,_____成反比。
(5)为获取更多的实验数据,小华用30Ω的电阻替换20Ω的电阻进行第4次实验,发现实验无法进行下去,为了完成第4次实验,请为小华提供解决方案:_____。
【答案】 C 大于 控制电压表示数不变 电流与电阻 选取最大阻值至少15Ω的滑动变阻器
【解析】解:(1)小灯泡额定电压为2.5V,所以电压表使用0﹣3V量程,并且与灯泡并联,如图所示:
(2)将电压表的正接线柱接在电源正极,由表中数据知:将电压表的负接线柱分别接电路中的D、C、B、A各接线柱时,电压表数为0,说明电源负极到A、B、C、D以外部分可能有断路发生;电压表的负接线柱分别接电路中的H、G、F、E各接线柱时,电压表示数等于电源电压3V,说明电源负极到H、G、F、E间是通路;所以故障的原因是ED间有断路发生,故选C;(3)小华将5Ω的电阻接入电路,电压表如图乙所示。把定值电阻由5Ω换成10Ω后,闭合开关,根据分压原理,电压表示数大于2V,随后移动滑动变阻器的滑电阻片,目的是控制电压表示数不变。(4)由表中数据,电阻与电流的积为一定值,可得到的结论是:在电压不变时,电流与电阻成反比。(5)电阻两端的电压始终保持U=2V,根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压:U滑=3V﹣2V=1V,变阻器分得的电压为电压表示数的 =0.5倍,根据分压原理,当接入20Ω电阻时,变阻器连入电路中的电阻为:
R滑=0.5×30Ω=15Ω,故为了完成整个实验,应该选取最大阻值至少15Ω的滑动变阻器。