小可同学探究“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)闭合开关.发现电压表V1的示数为零.电流表A与电压表V2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� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

15．小可同学探究“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）闭合开关，发现电压表V₁的示数为零，电流表A与电压表V₂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发生了短路．
（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，如表所示．

实验序号	1	2	3	4	5
电压表V1示数（V）	1.6	1.8	2.0	2.2	2.4
电流表A示数（A）	0.16	0.18	0.20	0.22	0.24

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），求出电源电压为6V，则该实验中，在保证实验器材安全的前提下，电路中允许消耗的最大功率为1.8W．

分析（1）搞清电路的连接关系及各表测得的物理量，电流表A的示数不为0，说明电路连通，电压表V₂的示数不为零说明变阻器正常；电压表V₁的示数为零，则说明与电压表并联的R₁发生了短路；
（2）电压表V₂测滑动变阻器的电压，根据图丙中数据，由定值电阻保持不变列方程求电源电压；
根据题目条件求出电路中允许的最大电流，由P=UI求电路中允许消耗的最大功率．

解答解：（1）电压表V₁测R₁的电压，电压表V₂测变阻器的电压，两电阻串联，电流表测电流．电流表A的示数不为0，说明电路连通，电压表V₂的示数不为零说明变阻器正常；电压表V₁的示数为零，则说明与电压表并联的R₁发生了短路而导致电压表与导线并联了；
（2）设电源电压为U．由图丙中数据知，当电压为4V时，对应的电流大小为0.2A，根据串联电路电压的特点，则此时定值电阻R₁的电压为U-4V，由欧姆定律，R₁=$\frac{U-4V}{0.2A}$；同理，当电压为3V时，对应的电流大小为0.3A，R₁=$\frac{U-3V}{0.3A}$，因R₁的大小不变，所以$\frac{U-4V}{0.2A}=\frac{U-3V}{0.3A}$，解之电源电压U=6V；
R₁=$\frac{U-4V}{0.2A}=\frac{6V-4V}{0.2A}$=10Ω，因电压表V₁使用的是小量程，所以两端的最大电压为3V，通过其的电流最大为
I_大=$\frac{{U}_{大}}{{R}_{1}}=\frac{3V}{10Ω}$=0.3A＜0.6A＜1A，即电路中允许通过的最大电流为0.3A，所以在保证实验器材安全的前提下，电路中允许消耗的最大功率为P_大=UI_大=6V×0.3A=1.8W．
故答案为：（1）R₁发生了短路；
（2）6；1.8．

点评本题探究“通过导体的电流与电压的关系，考查故障的分析、电功率的计算、读图能力及运用数学知识解决实际问题的能力，有一定难度，最后一问的关键是正确求出电路中允许的最大电流．

练习册系列答案

相关题目

19．

小林家4月底电能表读数为2708.7kW•h，5月底电能表读数如图所示，那么5月份他家消耗了110 kW•h的电能．如果每度电收费0.56元，5月份需缴纳电费61.6元．

20．两只杯子，分别盛有清水和盐水，但没有标签，你能否用压强计将它们区别开？

（1）当压强计的金属盒在空气中时，U形管两边的液面应当相平，而小明同学却观察到如图甲所示的情景．出现这种情况的原因是：U形管左支管液面上方的气压大于大气压（填“大于”、“小于”或“等于”）；调节的方法是：B
A．将此时右边支管中高出的液体倒出
B．取下软管重新安装
（2）小明再作图乙所示的检查．当用手指按压（不论轻压还是重压）橡皮膜时，发现U形管两边液柱的高度几乎不变化．出现这种情况的原因是：压强计的气密性不好
（3）压强计调节正常后，小明将金属盒先后浸入到两杯液体中，如图丙和丁所示．他发现图丁中U形管两边的液柱高度差较大，于是认为图丁杯子中盛的是盐水．老师认为小明的结论是不可靠的原因：没有控制压强计所处的深度一定．

3．（1）探究欧姆定律：

实验装置

表格

次数	1	2	3
U/V	2	4	6
I/A	0.4	0.8	1.2

次数	1	2	3
U/V	2	4	6
I/A	0.2		0.6

图象

请利用表1数据，用描点法画出R₁的U-I图象．

结论方法

横向分析表1、表2的数据，可以得到：在电压一定时，导体中的电流跟导体的电阻成反比
上述结论是通过比较两个表格的异同点而得出的，这里运用的科学方法是比较法

（2）用电流表和电压表测量小灯泡的

实验原理

欧姆定律的变形式R=$\frac{U}{I}$．

实验步骤

正确连接好实物后，将滑片调到阻值最大处，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片到三个合适的位置，在下表中记录下了三次小灯泡两端的电压和通过的电流．请算出每次实验中小灯泡的电阻值，填入下表中．

实验表格

实验次数	电流 I/A	电压 U/V	电阻 R/Ω
1	0.1	0.5
2	0.2	1.4
3	0.3	2.7

实验结论	比较计算出的小灯泡电阻值，发现大小不同（填“相同”或“不同”），这是因为受灯丝的温度影响的．
评估	右图是伏安法测电阻实验中常用的两种电路图，都可测出灯泡的电阻，请分析一下，用甲图测得的灯泡电阻值会偏小，用乙图测得的灯泡电阻值会偏大．

问题讨论	将上述实验电路中的灯泡换成标有“2.5V 0.3A”的小灯泡．在测量小灯泡的电阻时，两电表示数如图所示，此时小灯泡的实际电阻为 8.3Ω，若要使小灯泡正常发光，如图甲应将滑动变阻器的滑片向左移动．