Question

6．某同学用图甲所示的电路探究“通过导体的电流与电压、电阻的关系”，电源电压恒为3V．
（1）闭合开关后，电流表无示数，但电压表有示数，原因可能是C．
A．电流表断路　　　 B．电压表断路     C．R₁断路　　 　 　D．R₂断路
（2）探究电流与电压的关系时，应保持R₁不变（选填“R₁”或“R₂”）．
（3）探究电流与电阻的关系时，当R₁的阻值是2Ω时，电流表示数是1.0A；要使电流表示数是0.5A，R₁的阻值是4Ω；多次测量后，作出的I-R₁图象是图乙中的D．
（4）该同学为研究可变电阻功率的变化规律，他将R₁换成阻值为5Ω的定值电阻，把R₂换成阻值范围是0～10Ω的电阻箱．实验中R₂从1Ω逐渐调大到10Ω，实验数据如下表．当R₂消耗的功率最大时，其电阻约为B．
A.4Ω　　　   B.5Ω　　　  C.6Ω　　　  D.4Ω和6Ω

次数	1	2	3	4	5	6
R2/Ω	1	2	4	6	8	10
I/A	0.50	0.43	0.33	0.27	0.23	0.20
P2/W	0.25	0.37	0.44	0.44	0.42	0.40

Answer 1

分析 （1）电流表无示数，则电路断路，电压表有示数，则与电压表并联的电路断路；
（2）要探究电流和电压的关系，应保持电阻不变；
（3）在探究电流和电阻的关系时，应保持电阻两端的电压不变，根据欧姆定律进行分析；
（4）根据表格中数据分析，得出结论．

解答 解：（1）电流表无示数，则电路断路，电压表有示数，则与电压表并联的R₁断路；
（2）由图知，该实验是探究R1的电流和电压、电阻的关系，所以探究电流与电压的关系时，应保持R₁不变；
（3）探究电流与电阻的关系时，应保持电阻两端的电压不变，由题意知，U=IR=1.0A×2Ω=2V，所以要使电流表示数是0.5A，
R₁的阻值是R′=$\frac{U}{I′}$=$\frac{2V}{0.5A}$=4Ω；
电压不变，电流与电阻成反比，图象应为D；
（4）由表格中数据可以看出，电阻R₂由1Ω至4Ω之间功率变大，由6Ω至10Ω之间的功率减小，4Ω与6Ω的功率相等，可知当R₂的阻值为5Ω时，功率最大．
故答案为：（1）C；（2）R₁；（3）4；D；（4）B．

点评 电流与电压和电阻有关，所以在探究过程中应用到控制变量法，关于电路的连接方法及注意的问题，是电学中的基础，应掌握熟练，在分析数据时注意控制变量法的应用，若比值是定值，则为正比例，若乘积是常数，则为反比例函数，同时要掌握反比例函数和正比例函数图象．