题目内容
【题目】小鹏在探究“通过导体的电流与导体两端电压的关系”时,电路如图甲所示,电源电压保持不变,R 为定值电阻。
(1)请用笔画线代替导线,将图乙中的电路按图甲连接完整(要求导线不交叉);
(____________)
(2)为了保护电路,实验前滑动变阻器的滑片应位于_____(选填“A”或“B”)端;
(3)电路连接正确后,闭合开关,发现电压表有示数但电流表无示数,此时出现的故障可能是_____(选填字母);
A.滑动变阻器短路
B.电流表断路
C.电阻 R 短路
D.电阻 R 断路
(4)排除故障后,小鹏又取了两个定值电阻,想利用这些器材继续探究“电压不变时,电流与电阻的关系”。实验中所用电阻的阻值分别为 5 欧、10 欧、20 欧,电源电压为 6V,分别接入三个定值电阻,调节滑动变阻器的滑片,记录数据,得到了如图丙所示的图象。由图象可以得出结论:_____;
(5)上述实验中,
①小鹏用 5Ω的电阻做完实验后,保持滑动变阻器滑片的位置不变。接着把 R 换为 10Ω的电阻接入电路,闭合开关,应向_____(选填“A”或“B”)端移动滑片,直至电压表示数为_____V 时,读出电流表的示数;
②小鹏又把 R 换为 20Ω的电阻接入电路,闭合开关,无论怎样移动滑片,电压表都不能达到所控制的电压值,是因为_____,为完成整个实验,应该选取滑动变阻器_____(选填字母)。
A.“50Ω 1.0A” B.“30Ω 1.0A” C.“20Ω 1.0A”
【答案】 B D 电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比 B 2 滑动变阻器的最大阻值过小 A
【解析】
(1)[1]将电压表并联在定值电阻两端,滑动变阻器要求一上一下连接,如图所示:
(2)[2] 为了保护电路,实验前滑动变阻器的滑片应位于阻值最大处即B端。
(3)[3]电压表有示数,说明电压表与滑动变阻器、电流表、电源是通路。电流表没有示数,说明电流表、定值电阻、滑动变阻器中有一处是断路的;综合分析可知:电流表、滑动变阻器位置是导通的,所以应为定值电阻断路;故选D。
(4)4]由图丙知,电流和电阻的积为
U=IR=0.4A×5Ω=0.2A×10Ω=0.1A×20Ω=2V
故图象可以得出结论:电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
(5)①[5][6]根据串联分压原理可知,将定值电阻由5Ω改接成10Ω的电阻,电阻增大,其分得的电压增大;探究电流与电阻的实验中应控制电压不变,即应保持电阻两端的电压不变,根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压,由分压原理,应增大滑动变阻器连入电路中的电阻,所以滑片应向B端移动,使电压表的示数为2V。
②[7][8]电阻两端的电压始终保持2V不变,根据串联电路电压的规律,变阻器分得的电压
U滑=6V2V=4V
变阻器分得的电压为电压表示数的倍数
=2
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=2×20Ω=40Ω
故为了完成整个实验,应该选取最大阻值至少40Ω的滑动变阻器,无论怎样移动滑片,电压表都不能达到所控制的电压值,是因为滑动变阻器的最大阻值过小。
为完成整个实验,应该取“50Ω 1.0A”的滑动变阻器,故选A。