题目内容
【题目】小明用如图甲所示的电路探究“电流与电阻的关系”。所用电源为可连续调节输出电压且可以显示电压值的新型学生电源,滑动变阻器的规格为“10Ω,1A”,阻值为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻各一个。
(1)请你用笔画线代替导线,把图甲所示的实验电路补充完整___________;
(2)小明将5Ω定值电阻接入电路后,闭合开关,发现电流表无示数而电压表有示数,则电路中的故障可能是__________;
(3)排除故障后,小明依次完成实验,记录部分数据如下表。由1、2、3次实验数据可得出的初步结论是________________;
次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
电阻 | 5 | 10 | 20 | 15 | 25 |
电流 | 0.4 | 0.2 | 0.1 |
(4)进行第4次实验时,小明用15Ω定值电阻代替20Ω,直接读出电流表示数如图乙所示。由此可知:小明实验时电源电压是调节为____V输出的。为保证实验探究的合理性,小明应在将滑动变阻器的滑片调至第3次实验时滑片位置的_____侧(左/右);
(5)继续完成第5次实验时,小明将滑动变阻器调到最大值时,依然无法达到实验要求。为完成实验,小明可以(____)
A.将电源电压调至2.5 V B.把变阻器换为“15Ω,1A”的规格再重新调节
C.将电源电压调至3.8V D.把变阻器换为“5Ω,1A”的规格,再重新调节
【答案】 R断路 电压一定,电流与电阻成反比 3 右 A、B
【解析】
(1)[1]探究“电流与电阻的关系”,需要让电阻和滑动变阻器串联,电压表并联在电阻两端,电流表串联接在电路中,所以接线如下图所示。
(2)[2]电流表没有示数,说明电路中有断路的地方,而电压表有示数,电压表并联在电阻两端,说明电阻R断路。
(3)[3]从表中数据可以看到,随着电阻的变大,电流在变小,并且两者的乘积是一固定值,所以可知电压一定,电流与电阻成反比。
(4)[4]从图乙可以看到,电流表的量程是0~0.6A,分度值是0.02A,它的读数是0.12A,设第3次实验时,滑动变阻器的阻值是,由题意可知,第3、4次实验滑动变阻器的阻值不变,根据欧姆定律变换式可知
解得。
[5]探究“电流与电阻的关系”,需要保持电阻两端的电压不变,第4次实验时电阻比第3次的要小,根据串联电路的分压原理,滑动变阻器接入电路的电阻也要变小,所以滑片调至第3次实验时滑片位置的右侧。
(5)[6]实验过程中要保证电阻的电压是2V。
A.将电源电压调至2.5 V,电阻大小是25Ω,电阻的电压是2V,这时滑动变阻器接入电路的阻值
解得,这在滑动变阻器的阻值范围内,选项A符合题意;
B.把变阻器换为“15Ω,1A”的规格再重新调节,电源电压是3V,这时滑动变阻器接入电路的阻值
解得,这在滑动变阻器的阻值范围内,选项B符合题意;
C.将电源电压调至3.8V,电阻大小是25Ω,电阻的电压是2V,滑动变阻器两端的电压是1.8V,这时滑动变阻器接入电路的阻值
解得,这不在滑动变阻器的阻值范围内,C项不合题意;
D.把变阻器换为“5Ω,1A”的规格,再重新调节,电源电压是3V,这时滑动变阻器接入电路的阻值由上述可知,,这不在滑动变阻器的阻值范围内,D项不合题意。
故选AB。