探究“电流与电阻关系的实验中.提供的器材有:电源.电流表.电压表.滑动变阻器R.电阻箱R0.开关及导线若干．(1)小明连接的图甲电路中存在连线错误.只需改动一根导线.即可使连线正确．请在接错的导线上打“× .并用笔画线代替导线画出正确的接法．(2)正确连接电路后闭合开关.在移动变阻器滑片P时.两电表示数突然都变为零.则电路故障可� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

19．探究“电流与电阻关系”的实验中，提供的器材有：电源（电压9V）、电流表、电压表、滑动变阻器R、电阻箱R₀、开关及导线若干．

（1）小明连接的图甲电路中存在连线错误，只需改动一根导线，即可使连线正确．请在接错的导线上打“×”，并用笔画线代替导线画出正确的接法．
（2）正确连接电路后闭合开关，在移动变阻器滑片P时，两电表示数突然都变为零，则电路故障可能为B．
A．R短路 B．滑片P接触不良 C．R₀短路 D．R₀断路
（3）排除故障后实验时，改变R₀的阻值，测出对应的电流I．当R₀的阻值变大时，为完成探究，应将滑片P向A（选填“A”或“B”）端移动．
（4）将R₀阻值换为50Ω，电流表示数如图乙，请在图丙I-$\frac{1}{{R}_{0}}$坐标中补描该点并作出I-$\frac{1}{{R}_{0}}$关系图象．
（5）连线时发现有一个错误数据点，反思产生原因，小明回忆是某次将R₀的阻值由40Ω变换为错误数据点对应阻值时，未调节滑片P就读取电流而造成的．

分析（1）要掌握电压表、电流表和滑动变阻器的接法，注意电压表要并联在电路中；
（2）常见电路故障有断路与短路，分析清楚电路结构，根据电流表和电压表的示数判断电路中出现断路或短路；
（3）要探究电流与电阻的关系，需要改变接入电路的电阻箱R₀的阻值，同时保持其两端电压一定；
电阻箱R₀的阻值变化，两端电压相应变化，要保持电阻箱R₀两端电压不变，就要调节滑动变阻器的滑片，调整接入电路的阻值大小；
（4）知道R₀阻值算出$\frac{1}{{R}_{0}}$，如图乙读出电流表的示数，在图丙I-$\frac{1}{{R}_{0}}$坐标中补描该点，然后用平滑的曲线把各点连接起来，作出I-$\frac{1}{{R}_{0}}$图象；
（5）根据图象找出错误数据点和与其相邻的数据点，分别算出它们对应的电阻值，结合欧姆定律判断即可．

解答解：（1）由图知，电压表串联在了电路中，且电阻箱R₀未正常接入电路．电路如图，应将电压表与电阻箱R₀并联．

（2）由图可知，电阻箱R₀与滑动变阻器R串联，电流表测电路中的电流，电压表测电阻箱R₀两端的电压；
A、如果滑动变阻器R短路，整个电路仍然是通路，电流表、电压表示数都不为零，故A不符合题意；
B、如果滑片P接触不良，整个电路断路，电流表、电压表示数都为零，故B符合题意；
C、如果电阻箱R₀短路，电压表示数为零，电流表示数不为零，故C不符合题意；
D、如果电阻箱R₀断路，电流表示数为零；电压表测量电源电压，示数不为零，故D不符合题意．
故选：B．
（3）当R₀的阻值变大时，电阻箱R₀分压变大，电压表示数变大，为保持电阻箱R₀两端电压不变，应移动滑片，增大滑动变阻器接入电路的阻值，增大滑动变阻器的分压，从而减小电阻箱R₀两端电压，保持电压不变，所以滑片P应向A端移动．
（4）由图乙可知，电流表的示数I=0.12A．
电阻箱的阻值R₀=50Ω，则$\frac{1}{{R}_{0}}$=$\frac{1}{50Ω}$=0.02Ω^-1，在坐标系中补描对应的坐标点（0.02，0.12），然后用平滑的曲线把各点连接起来，作出I-$\frac{1}{{R}_{0}}$图象如图所示：

（5）由图象可知，错误的坐标点是（0.04，0.20），
则$\frac{1}{{R}_{0}}$=0.04Ω^-1，解得：R₀=25Ω，此时电路中的电流I=0.20A，
由欧姆定律I=$\frac{U}{R}$得，电阻箱R₀两端的电压U₀=IR₀=0.20A×25Ω=5V，
则滑动变阻器两端的电压U_滑=U-U₀=9V-5V=4V，
此时滑动变阻器接入电路中的阻值R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{4V}{0.20A}$=20Ω，
由图象可知，变换错误数据点之前，电压表示数大约保持6V不变，
此时滑动变阻器两端的电压U_滑′=U-U_V=9V-6V=3V，
因为串联电路中各处的电流相等，
所以$\frac{{U}_{V}}{{R}_{0}}$=$\frac{{U}_{滑}^{′}}{{R}_{滑}}$，即$\frac{6V}{{R}_{0}}$=$\frac{3V}{20Ω}$，
解得：R₀=40Ω，故小明是将R₀的阻值由40Ω变换为错误数据点对应阻值时，未调节滑片P就读取电流而造成的．
故答案为：（1）见上图；（2）B；（3）A；（4）见上图；（5）40（39-46之间都对）．

点评本题考查了连接实物电路、电路故障分析、滑动变阻器作用、滑动变阻器调节等问题，是常考问题，一定要掌握；本题难点是探究电流跟电阻关系的实验中，为了保持电阻箱两端的电压不变，根据串联电路的特点和欧姆定律得出电阻箱R₀与滑动变阻器连入电路的电阻阻值关系．

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（3）排除故障后，闭合开关，移动滑片P至某一位置时，电压表的示数如图乙所示，其读数为2.2V；要获得小灯泡额定功率的数据，滑片P应向B（选填“A”或“B”）端移动．

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