Question

4．如图甲所示．是小明同学“探究通过导体的电流与电压的关系”的实验电路图，电压表V₁和V₂分别测R₁和R₂两端的电压，已知电源电压和电阻R₁的阻值均恒定，电流表A的量程为0～0.6安，电压表V₁的量程为0～3伏，电压表V₂的量程为0～15伏，滑动变阻器R₂上标有“50Ω  1A”的字样．

（1）请你用笔画线代替导线，将图甲所示的电路连接完整．（要求滑动变阻器的滑片向右滑动，电流表的示数变小）
（2）闭合开关，发现电流表A与电压表V₁的示数为零，电压表V₂的示数不为零，若是电路中的电阻R₁或滑动变阻器R₂发生故障．则故障是R₂断路．
（3）排除故障后，继续进行实验，记录电流表A与电压表V₁的示数，得到一组实验数据，如表所示，其中第5次测量时电流表的示数如图乙所示，此时的电流为0.24A．

实验序号	1	2	3	4	5
电压表V1示数（V）	1.6	1.8	2.0	2.2	2.4
电流表A示数（A）	0.16	0.18	0.20	0.22

分析表中实验数据可得结论：电阻一定时，通过导体的电流跟导体的电压成正比．
（4）实验中，记录电流表A与电压表V₂的示数，得到一组实验数据，根据实验数据作出图丙所示的U-I图象，则该实验中，在保证实验器材安全的前提下，滑动变阻器接入电路中的电阻不得少于50Ω．
（5）在探究实验中，多次实验的目的往往是为了寻找普遍规律，下列操作中和这一目的相同的是BC．
A、“测量物体的长度”时，多次测量
B、“研究杠杆平衡的条件”时，改变动力（臂）和阻力（臂），多次测量
C、“研究串、并联电路的电流特点”时，换用不同定值电阻，多次测量
D、“用电压表和电流表测定值电阻的阻值”时，多次测量电阻两端电压和通过电阻的电流值．

Answer 1

分析 （1）R₁和R₂串联，V₂应与R₂并联，滑动变阻器一上一下连接；
（2）电流表示数为零，则电路中有断路处，若电压表示数不为零，则电压表两侧到电源的电路应完好，与此电压表并联的电路断路；
（3）根据电流表的量程和分度值读出示数，分析表格中数据得出电流和电压的关系；
（4）根据R=$\frac{U}{I}$计算滑动变阻器接入电路中的电阻；
（5）根据各个实验目的进行判断．

解答 解：（1）R₁和R₂串联，V₂应与R₂并联，滑动变阻器一上一下连接，电路图如下：

（2）电流表示数为零，说明电路中R₁或R₂断路；电压表V₁的示数为零，说明R₁短路或R₂断路；电压表V₂的示数不为零，说明R₁没有断路，R₂没有短路，故故障只能是电阻R₂断路．
（3）电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，故电流表示数为0.24A；分析表格中记录的数据，得到的结论是：电阻一定时，通过导体的电流跟导体的电压成正比；
（4）由图丙可知，最小电流为I=0.1A，此时电压表V₂示数为U=5.0V，滑动变阻器阻值为R=$\frac{5V}{0.1A}$=50Ω，故滑动变阻器接入电路中的电阻不得少于50Ω；
（5）A、“测量物体的长度”时，多次测量，为了减小误差，不符合题意；
B、“研究杠杆平衡的条件”时，改变动力（臂）和阻力（臂），多次测量，是为了寻找普遍规律，符合题意；
C、“研究串、并联电路的电流特点”时，换用不同定值电阻，多次测量，是为了寻找普遍规律，符合题意；
D、“用电压表和电流表测定值电阻的阻值”时，多次测量电阻两端电压和通过电阻的电流值，可以比较测量值减小误差，不符合题意；
故选BC．
故答案为：（1）如上图；（2）R₂断路；（3）0.24；在电阻一定时，通过导体的电流跟导体的电压成正比；（4）50； （5）BC．

点评 本题考查了根据电路图连接实物图和串联电路的特点以及欧姆定律的应用，关键是会分析表格和图象中的数据得出有用的信息，同时要注意控制变量法在结论中的应用．