Question

20．小敏用如图甲所示的电路图，研究通过导体的电流与导体的电阻的关系，电源电压值为6V，改变电阻R的阻值，调节滑动变阻器划片，保持R两端的电压不变，记下相应的4次实验的电流和电阻值，描绘在图乙中．

（1）实验过程中，移动变阻器滑片时，眼睛应注视B（选填序号）；
A、变阻器滑片      B、电压表示数         C、电流表示数
（2）在图丙中，用笔画线代替导线，将电压表正确连入电路；
（3）实验中，他所选择的变阻器是C（选填序号）；
A、10Ω  0.5A        B、20Ω   1A       C、50Ω   2A
（4）乙图中阴影部分面积表示的物理量是电压；它的值为2V；
（5）实验过程中，如果出现了电流表示数为0，电压表示数接近6V，电路发生的故障可能是A．
A、定值电阻断路    B、定值电阻短路   C、滑动变阻器断路    D、电源接触不良．

Answer 1

分析 （1）实验研究的是电流与电阻的关系，因此必须控制电阻两端的电压值一定，所以眼睛应注视电压表的示数，移动滑片保持电压表示数不变；
（2）研究通过导体的电流与导体的电阻的关系时，应控制电压表的示数不变，由图乙给出的点和欧姆定律求出电压表的示数，据此选择量程，然后把电压表并联在乙图中定值电阻的两端；
（3）根据图乙可知实验中的最小电流，根据串联电路的电压特点求出滑动变阻器两端的电压，根据欧姆定律求出滑动变阻器的阻值即可确定滑动变阻器的规格；
（4）阴影部分为电流和电阻的乘积，应该为定值电阻两端的电压值；
（5）电压表的表示数接近6V说明电压表的两接线柱与电源之间是通路，电流表的示数为0说明电路断路，即电压表并联部分断路．

解答 解：（1）探究电压一定时，电流与电阻的关系时，在不断的改变定值电阻的同时，必须不断的移动滑动变阻器，使得电压表的示数是一个定值，故在移动滑片的同时，眼睛观察电压表的示数；
（2）由图乙所给出的点可知，电压表的示数为2V不变，所以电压表的量程为0～3V，然后把电压表并联在乙图中定值电阻的两端，如下图所示：

（3）由图乙可知，实验中的最小电流I=0.1A，电压表的示数U_R=2V，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，滑动变阻器两端的电压：
U_滑=U-U_R=6V-2V=4V，
由I=$\frac{U}{R}$可得，滑动变阻器接入电路中的电阻：
R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{4V}{0.1A}$=40Ω，
所以，滑动变阻器的规格为C；
（4）阴影部分为横、纵坐标的乘积，即阴影部分的面积为：
S=U=IR=0.2A×10Ω=2V，即测量的是电压，示数为2V；
（5）电压表的表示数接近6V说明电压表的两接线柱与电源之间是通路，电流表的示数为0说明电路断路，
即电压表并联部分断路，由选项可知A符合．
故答案为：（1）B；（2）如上图所示；（3）C；（4）电压；2V；（5）A．

点评 本题从实验的操作、实物图的连接、滑动变阻器的选择、欧姆定律的应用、电路故障的判断等方面较为综合的考查了学生对实验的了解情况，从中加强了学生综合能力的培养，是一道不错的实验题．