Question

3．现有下列器材：蓄电池（6V）、电流表（0～0.6A，0～3A）、电压表（0～3V，0～15V）、定值电阻（若干）、开关、滑动变阻器和导线，要利用这些器材探究“电压不变时，电流与电阻的关系”．

（1）根据图甲，将图乙中的实物电路连接完整．
（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）实验中多次换用不同阻值的定值电阻，并调节滑动变阻器的滑片，使电压表示数保持不变，读出对应于不同阻值的电流表示数，并记于表格中．请你利用表格中的数据，在坐标纸上画出导体中的电流随电阻变化的图象．

实验次数	1	2	3	4	5	6
电阻R/Ω	5	10	15	20	25	30
电流I/A	0.6	0.3	0.2	0.15	0.12	0.1

（4）在做完第一次实验后，接下来的操作是：断开开关，将5Ω的定值电阻更换为10Ω的定值电阻，再将滑动变阻器的滑片滑到A（填“A”或“B”）端，然后闭合开关，移动滑片，使电压表示数为3V时，读出电流表的示数．
（5）为完成整个实验，应该选取哪种规格的滑动变阻器是A．
A．50Ω  1.0A    B．50Ω 0.5A
C．20Ω  1.0A    D．20Ω 0.5A．

Answer 1

分析 （1）根据电路图连接实物电路图．
（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）根据表中实验数据，在坐标系中描出对应的点，然后用平滑的曲线把各点连接起来，作出I-R图象．
（4）探究电流与电阻关系实验，应保持电阻两端电压不变，更换大电阻后，应移动滑片增加滑动变阻器接入电路的阻值，以保证电阻两端电压不变．
（5）求电路电流最小时滑动变阻器接入电路的阻值，然后选择滑动变阻器规格．

解答 解：（1）根据电路图连接实物电路图，如图所示：
．
（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）应用描点法作图，根据表中实验数据，先在坐标系内描出对应点，然后作出图象，如图所示：
．
（4）由表中第一组实验数据可知，定值电阻两端电压为U=0.6A×5Ω=3V，将5Ω的定值电阻更换为10Ω的定值电阻，
为保证电阻两端电压保持不变，应将滑动变阻器的滑片滑到A端移动，增大滑动变阻器接入电路的电阻值，增大滑动变阻器的分压，使电压表示数为3V时，读出电流表的示数．
（5）滑动变阻器两端电压U_滑=U-U_R=6V-3V=3V，测最后一组实验数据时，滑动变阻器接入电路的阻值R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{3V}{0.1A}$=30Ω，实验过程电路最大电流为0.6A，因此滑动变阻器应选A．
故答案为：（1）见上图；（2）B；（3）见上图；（4）A；3；（5）A．

点评 本题考查了连接实物电路图、作I-R图象、滑动变阻器调节、选择实验器材等；应用图象法处理实验数据是常用的方法，要掌握描点法作图的方法．