题目内容

14.在用电压表、电流表探究电流和电压关系的实验中,电阻R=10Ω,电源电压U=3V.
(1)小刚根据电路图连接了如图甲所示的实验电路,小军检查后发现有一根导线连接有误,请你在这根导线上打“×”并用笔画线代替导线,画出正确的连线.
(2)电路改正后,小刚闭合开关,发现电流表无示数,电压表的示数为电源电压值,取下电阻,两表的示数仍然不变,出现故障的原因可能是电阻断路.
(3)故障排除后,开始进行实验,小刚根据测出的数据,画出了通过电阻的电流随电压变化的关系图象,如图乙所示,由图象可以得出结论:电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比.

分析 (1)研究电流和电压的关系时,定值电阻和滑动变阻器组成串联电路,电流表测电流,电压表测量定值电阻两端的电压;
(2)电流表无示数说明电路中有断路的地方,电压表有示数,说明电压表和电源连接的部分电路中无断路;
(3)由图象反应出来的函数关系,分析电流和电压的关系.

解答 解:(1)实验中,电压表测量定值电阻的电压,应并联在定值电阻两端,图中电压表与定值电阻和滑动变阻器并联了,由此改图为:

(2)电流表无示数,说明有断路;
电压表的示数为电源电压值,说明电压表测量的是电源电压,从电压表→电流表→电源→开关→滑动变阻器这个部分没有断路;
取下电阻,两表的示数仍然不变,说明电阻不起作用,没有连入电路,因此故障是电阻断路了.
(3)由图乙这是一个正比例函数图象,可以得出的结论是:电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比.
故答案为:(1)图见解答过程;(2)电阻断路;(3)电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比.

点评 本题通过电流与电压、电阻关系的实验考查了电路连接、电路故障和图象分析.故障判断时注意:当电压表示数为电源电压时有两种推测:①是电压表所测范围电路断路;②是电压表所测范围之外的所有用电器都短路.由此再根据电流表的情况即可判断出原因所在.

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