Question

20．小科用如图所示的电路研究通过导体的电流与电阻的关系，电源电压恒为6伏，改变电阻R的阻值，移动滑动变阻器的滑片，记下相应的4次实验的电流和电阻值，将数据点描绘在乙图中．

（1）实验中，滑动变阻器的作用是控制电压表示数不变；
（2）实验中，小科所选的变阻器规格是A；
A.50欧、2安       B.20欧、1安         C.10欧、0.5安
（3）乙图中阴影部分的面积表示物理量是电压；
（4）实验过程中，如果出现电流表示数几乎为0、电压表示数接近电源电压值的现象，则电路发生的故障是电阻断路．

Answer 1

分析 （1）研究通过导体的电流与导体的电阻的关系时，应控制电压表的示数不变，据此分析变阻器的作用；
（2）根据图乙可知，当电路中电流最小时，滑动变阻器接入电路的阻值最大；根据串联电路电压规律和欧姆定律求出滑动变阻器的最大阻值；
（3）阴影部分为电流和电阻的乘积，由欧姆定律确定阴影部分的面积表示物理量；
（4）若电流表几乎为0，说明电路可能断路；电压表示数接近电源电压，说明电压表与电源连通，则与电压表并联的支路以外的电路是完好的，则与电压表并联的电阻断路了．

解答 解：（1）探究电流与电阻的关系时，要控制电压表示数不变，故滑动变阻器的作用是：控制电压表示数不变；
（2）根据图乙可知，电路中的最小电流为0.1A，定值电阻20Ω，根据欧姆定律I=$\frac{U}{R}$，
U=IR=0.1A×20Ω=2.0V，即则定值电阻两端电压为2V；
由串联电路电压规律和欧姆定律可知，滑动变阻器接入电路的最大阻值：
R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{{I}_{最小}}$=$\frac{6VC-2V}{0.1A}$=40Ω；
故选A；
（3）阴影部分为横、纵坐标的乘积，即阴影部分的面积为S=IR，由欧姆定律，U=IR，即图中阴影部分的面积表示物理量是电压．
（4）经分析，电流表示数几乎为0、电压表示数接近电源电压值的现象，则电路发生的故障是：电阻断路；
故答案为：（1）控制电压表示数不变； （2）A； （3）电压； （4）电阻断路．

点评 本题研究通过导体的电流与电阻的关系，考查变阻器的作用、对器材的选择、数形结合的思想及故障的分析．