题目内容

12.三位同学用如图电路进行实验,已知电源电压保持不变,R1为定值电阻,滑动变阻器R2标有“45Ω 1A”.
(1)连接电路时,开关应处于断开状态.
(2)闭合开关前.应该将R2的阻值调到最右(填“左”或“右”)端.
(3)实验时甲同学把滑片P移到三个不同的位置,测得数据如表一;乙同学利用表中的数据,测出了R1的阻值;丙同学也利用这一电路进行实验,出现了故障,为了探究原因.他小心地移动滑片,并将实验数据记录在表二中.(各电表均正常)
表一:
实验次数电流表A1/A电流表A2/A电压表V1/V电压表V2/V电压表V/V
10.40.46612
20.50.57.54.512
30.60.69312
表二:
实验次数电流表A1/A电流表A2/A电压表V1/V电压表V2/V电压表V/V
10.40.401212
20.480.4801212
30.60.601212
根据上述数据,回答下列问题:
①对表一中,第2次实验时,滑动变阻器连入电路的阻值为9Ω;
②对表一中A1、A2的数据进行分析,可归纳的结论是:串联电路中各处的电流相等;
③对表一中电压表V1、V2和V的数据进行分析,可得出的结论为:串联电路中总电压等于各分电压之和;
④对表一中电压表V1、A2的数据进行分析,可得出的结论为是:在电阻一定时,电流与电压成正比;
⑤根据表中的数据,乙同学求出R1的阻值是15Ω;
⑥通过对表二的实验数据分析,丙同学实验时的电路故障为:R1短路;
⑦细心的甲同学通过对表一中数据应一步分析发现,随着随着滑动变阻器连入电路中的阻值的变化,如果滑动变阻器两端的电压变大,则通过滑动变阻器的电流变小(填“变大”“变小”或“不变”).

分析 (1)为防止电路中连接时造成短路,电流过大,烧坏电路元件,开关应断开;
(2)为防止电路中的电阻过小,电流过大,烧坏电路元件,闭合开关前,滑动变阻器处于最大阻值处;
(3)由电路图可知,R1与R2串联,电流表A1、A2均测电路中的电流,电压表V测电源的电压,电压表V1测R1两端的电压,电压表V2测R2两端的电压.
①第2次实验时,根据欧姆定律求出滑动变阻器连入电路的阻值;
②分析表一中两电流表的示数关系得出串联电路的电流特点;
③分析表一中电压表V1、V2和V的示数关系得出串联电路的电压特点;
④分析表一中电压表V1、A2的数据关系得出电流与电压的关系;
⑤R1为定值电阻,从表一中读出任意一组V1、A1的示数,根据欧姆定律求出R1的阻值;
⑥由表二数据可知,电压表V1的示数始终为零且电压表V2与V的示数相等,说明电压表V1并联部分短路;
⑦分析表一中数据得出滑动变阻器两端的电压变大时通过的电流变化.

解答 解:(1)为保护电路,连接电路时开关应处于断开状态;
(2)为保护电路,闭合开关前,滑动变阻器R2的阻值调到最大阻值处的右端;
(3)由电路图可知,R1与R2串联,电流表A1、A2均测电路中的电流,电压表V测电源的电压,电压表V1测R1两端的电压,电压表V2测R2两端的电压.
①第2次实验时,由I=$\frac{U}{R}$可得,滑动变阻器连入电路的阻值R2=$\frac{{U}_{2}}{{I}_{2}}$=$\frac{4.5V}{0.5A}$=9Ω;
②由表一数据可知,电流表A1、A2的示数相等,故可得结论:串联电路中各处的电流相等;
③由表一数据可知,电压表V1和V2的示数之和等于电压表V的示数,故可得结论:串联电路中总电压等于各分电压之和;
④由表一数据可知,电压表V1的变化倍数和电流表A2的变化倍数相等,故可得结论:电阻一定时,电流与电压成正比;
⑤由表一数据可知,当电压表V1的示数U1=6V时,A1的示数为0.4A,R1的阻值R1=$\frac{{U}_{1}}{{I}_{1}}$=$\frac{6V}{0.4A}$=15Ω;
⑥由表二数据可知,电压表V1的示数始终为零且电压表V2与V的示数相等,说明电压表V1并联部分R1短路;
⑦由表一数据可知,滑动变阻器两端的电压表V2示数变大时,两电流表的示数变小,即通过滑动变阻器的电流变小.
故答案为:
(1)断开;
(2)右;
(3)①9;
②串联电路中各处的电流相等;
③串联电路中总电压等于各分电压之和;
④电流与电压成正比;
⑤15;
⑥R1短路;
⑦变小.

点评 本题考查了探究电流与电压的关系和串联电路电流特点、电压特点的实验,涉及到实验的注意事项、欧姆定律、控制变量法的应用等,分析好实验数据得出有用的信息是关键.

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