Question

12．在探究“通过导体的电流跟导体电阻的关系”实验中小亮根据实验目的设计出实验电路图，并按电路图连接实验器材如图所示．其中电源电压12V不变，滑动变阻器标有“50Ω，1A”字样．
（1）在闭合开关之前应将滑动变阻器的滑片移置A端．（选填“A”或“B”）
（2）小亮正确连接电路后开始实验，当电阻箱的示数为10Ω时，闭合开关S，他发现电流表无示数，电压表的示数为12V．小亮检查电流表没有故障，则电路可能出现的故障是电阻箱处出现断路故障．
（3）他排除电路故障后，在实验过程中，当改变电阻箱接入电路的阻值时，移动滑动变阻器的滑片可使电阻箱两端电压保持6V不变．当小亮将电阻箱的阻值由20Ω调为30Ω时，为保持电阻箱两端电压不变，应将滑动变阻器的滑片适当向A端移动．（选填“A”或“B”）
（4）当电阻箱接入电路的阻值为60Ω时，小亮发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片，电压表的示数始终无法达到6V，此时小亮同学应采取的措施是C．（选填序号）
A．更换一只新的电压表      B．调节电源的输出电压到16V
C．用“1A  100Ω”的滑动变阻器替换原来的滑动变阻器
（5）根据表格数据归纳通过导体的电流跟导体电阻的关系：在电压为6V不变的条件下，I=$\frac{6V}{R}$．

U/V	6	6	6	6	6	6
R/Ω	10	12	15	20	30	60
I/A	0.6	0.5	0.4	0.3	0.2	0.1

Answer 1

分析 （1）闭合开关前，滑片应该打到最大阻值处；
（2）据电流表没有示数判断该电路是断路，而后据电压表的示数分析即可判断故障的原因；
（3）据电路中，串联电阻的分压作用分析即可判断；
（4）电阻两端电压达不到6V，可能是电源电压太大、或滑动变阻器阻值分压太小造成的，据此提出改进措施；
（5）分析表格数据可知，电阻与通过的电流乘积不变，据此得出结论．

解答 解：（1）此时变阻器的滑片右侧接入电路，所以闭合开关前，滑片应该打到最左端，即A端，此时变阻器处于最大阻值处；
（2）由于此时电流表没有示数，所以该电路是断路；此时电压表有示数，即表明此时电压表测量的是电源电压，故可判断，可能是由于电阻箱内部断路造成的；
（3）当小亮将电阻箱的阻值由20Ω调为30Ω时，电阻箱的阻值变大，其分担的电压变大，即此时电压表的示数会大于6V，所以为了保持电压表示数始终是3V，所以应该让变阻器多分担一些电压，故变阻器的有效阻值应该变大，故滑片应该向左移动，即向A端移动；
（4）滑动变阻器的最大阻值为50Ω，当电阻箱接入电路的阻值为60Ω时，电阻箱阻值大于滑动变阻器最大阻值，电阻箱两端电压大于滑动变阻器两端电压，电源电压是12V，因此电阻箱两端电压大与6V，为使电阻箱两端电压等于6V，可以减小电源电压，或换用最大阻值大于70Ω的滑动变阻器，因此C、用最大阻值为100Ω的滑动变阻器替换原来的滑动变阻器，措施正确；
A、更换一块新的电压表，电阻箱两端电压不变，故A错误；
B、调节电源的输出电压到16V，电阻箱两端的电压会更大，因此B错误；
（5）由表格数据可知，电阻与通过的电流乘积不变，故可得结论：电压一定时，I=$\frac{6A•Ω}{R}$=$\frac{6V}{R}$；
故答案为：（1）A；（2）电阻箱处出现断路故障；（3）A；（4）C；（5）电压为6V不变；$\frac{6V}{R}$．

点评 本题考查了根据实物图画电路图、电路故障的判断、电路的动态分析实验数据的串联，关键是根据电路的故障判断电源的电压，总体来说本题的难度较大．