题目内容

6.小明同学探究“通过导体的电流与电压的关系”时,电路图与实物图如图1和如图2所示.已知电源电压和电阻R1的阻值均恒定,电流表A的量程为0~0.6安,电压表V1的量程为0~3伏,电压表V2的量程为0~15伏,滑动变阻器R2上标有“50Ω  1A”的字样.
(1)小明按电路图将实物连接起来,闭合开关前滑动变阻器的滑片应放在右端(填“左”或“右”).闭合开关,发现电流表A与电压表V2的示数为零,电压表V1的示数不为零,若是电路中的电阻R1或滑动变阻器R2发生故障.则故障是R1断路.
(2)排除故障后,继续进行实验,记录电流表A与电压表V1的示数,得到一组实验数据,如下表所示.
实验序号12345
电压表V1示数(V)1.61.82.02.22.4
电流表A示数(A)0.160.180.200.220.24
分析表中实验数据可得结论:在电阻一定时,电流与电压成正比.
(3)实验中,记录电流表A与电压表V2的示数,得到一组实验数据,根据实验数据作出U-I图线(实线部分),如图3所示.则该实验中,电源电压为6伏.

分析 (1)在闭合开关前,应将滑片移至最大阻值处;电流表示数为零,则电路中有断路处,若电压表示数不为零,则电压表两侧到电源的电路应完好,与此电压表并联的电路断路;
(2)分析表格中数据得出电流和电压的关系,电阻不变,电流与电压成正比;
(3)根据图示图示求出电源电压.

解答 解:(1)为保护电路安全,保护开关前滑片要置于阻值最大处,由图示电路图可知,闭合开关前,滑片要移到右端;
闭合开关,电流表A为零,说明电路中存在断路,R1或R2断路,电压表V2与滑动变阻器并联,其示数为零,说明R2短路或R1断路,电压表V1与R1并联,V1示数不为零,说明电压表V1与电源两极相连,V1并联电路之外电路不存在断路,则与电压表V1并联的R1断路.
(2)由表中实验数据可知,在电阻一定时,电流与电压的比值是定值,即电流与电压成正比,由此可得:当电阻一定时,通过导体的电流与电压成正比;
(3)由图象知,当电路中电流为零时,滑动变阻器两端的电压等于6V,此时电阻R1两端的电压为0,所以电源电压等于滑动变阻器两端的电压等于6V;
故答案为:(1)右;R1断路;(2)在电阻一定时,电流与电压成正比;(3)6.

点评 本题考查了实验注意事项、电路故障分析、实验数据处理等问题;由电压表和电流表示数判断电路故障,解题思路是:①电压表无示数说明电压表所测量电路中,包含电源的部分电路断路或不包含电源部分短路,再由电路中有无电流来判断是断路还是短路.有电流,则电路为短路;无电流,则电路为断路.
②电压表有示数说明电压表所测量电路中,包含电源的部分电路短路或不包含电源部分断路,再由电路中有无电流来判断是断路还是短路.有电流,则电路为短路;无电流,则电路为断路.

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