题目内容
【题目】在探究“通过导体中的电流与电阻的关系”实验中,所用电源电压恒为10V,已有的5个定值电阻的阻值分别为20Ω、30Ω、40Ω、50Ω、60Ω。
(1)根据图甲所示的电路,用笔画线代替导线将图乙所示的实物电路连接完整(导线不得交叉);
(___________)
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移到最__________(选填“左”或“右”)端;闭合开关后,发现电流表的指针无偏转,电压表的指针有明显的偏转,原因可能是____;
(3)在实验中,先接20Ω的电阻,调节滑动变阻器的滑片P至某一位置时,观察到电流表的示数为0.4A,电压表的指针如图丁所示,则电压表的示数为___V;接下来用30Ω的电阻代替20Ω的电阻做实验,应将滑片P从上一位置向___(选填“左”或“右” )滑动;
(4)为了完成实验探究,依次将剩下的3个定值电阻分别接入图乙的电路中,替换前一次接入的定值电阻,调节滑动变阻器的滑片至合适的位置,再读出电流表的示数,计算出每次接入定值电阻R的倒数,以为横坐标,电流I为纵坐标,在坐标系中描点并作出I-图线,如图戊所示,由图像可初步得出结论:_______;
(5)此实验中所选滑动变阻器的最大阻值至少为______Ω。
【答案】 右 电阻R断路 8 右 通过导体的电流与导体电阻的倒数成正比 15
【解析】
(1)滑动变阻器与定值电阻串联,滑动变阻器要“一上一下”连接,如图所示:
;
(2)为了保护电路,开关闭合前,应将滑片P移到阻值最大处;由图知,滑片左侧电阻丝接入电路,所以滑片应移到阻值最大端即右端;闭合开关后,电流表指针无偏转,说明电路中可能存在断路故障;而电压表指针有明显偏转,则电压表与电源两极相连通,则说明与电压表并联部分发生断路,原因可能是电阻R断路;
(3)电压表的量程为0~15V,其分度值为0.5V,由图知,电压表示数为8V;在探究“通过导体中的电流与电阻的关系”实验中,应保持电压表的示数不变,将20Ω电阻换成30Ω后,根据串联电路的分压特点,则电压表的示数会变大,要保持电压表的示数不变,所以应该增大变阻器两端的电压,增大变阻器的阻值,即应将滑动变阻器的滑片P向右端移动;
(4)从图像可以看出通过导体的电流与导体电阻的倒数成正比,由此进一步得出结论:电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比;
(5)根据串联分压的知识,当电阻的阻值最大为60Ω时,所需滑动变阻器的阻值最大,此时电路中电流: ,所以滑动变阻器的最大阻值至少为:。