Question

13．科學興趣小組的同學們想探究通過導體的電流與電壓的關系，實驗室有：電源、電壓表、電流表、滑動變阻器、規(guī)格不同的店址電阻、開關和導線等器材各若干供同學們選擇，實驗用電路如圖a所示：

（1）圖b是某組同學尚未完成連接的實物電路，請你用筆畫線代替兩根導線完成連接（連線不交叉）．要求：滑動變阻器的滑片P向A端移動，電壓表示數變大．
（2）連好電路閉合開關，發(fā)現電流表示數較大、電壓表示數為零，則電路故障原因可能是B
A．電壓表的量程選大了　　　　　　　　　B．電阻R₀發(fā)生了短路
C．滑動變阻器發(fā)生了斷路　　　　　　　D．滑動變阻器發(fā)生了短路
（3）他們排除故障后繼續(xù)實驗，測得多組數據記錄在下表中，在給定的坐標紙上作出圖象，分析得出了結論．在與其他組交流時發(fā)現雖然各小組作出的圖象都是正確的，但是在相同的坐標紙上有些小組的圖象卻明顯不同．請你利用表中數據在圖c中作出I-U圖象，并回答造成這種不同的原因：定值電阻的阻值不同．

實驗次數	1	2	3	4	5
電壓表 示數/V	1.0	1.5	2.0	2.5	3.0
電流表 示數/A	0.12	0.19	0.25	0.28	0.38

Answer 1

分析 （1）實驗電路應該連成一個串聯電路，電壓表測R兩端電壓，滑動變阻器一上一下接，根據滑動變阻器的滑片P向A端移動，電壓表示數變大確定接線柱的接法；
（2）電流表有示數，說明整個電路是通路，電壓表無示數，說明電壓表被短路；
（3）根據表格數據描點連線作出圖象；可以從各組使用電阻不同分析造成實驗作出的圖象產生差異的原因．

解答 解：（1）根據實驗電路圖應將定值電阻與變阻器串聯，電壓表測定值電阻兩端電壓，滑片P向A端移動，電壓表示數變大，根據U=IR，說明通過R電流應變大，故變阻器阻值變小，應將A接線柱接入電路中，如下圖1所示：

（2）根據電路圖電壓表測量燈泡兩端電壓，電流表測量電路電流；
A、如果是電壓表的量程選大了，電壓表指針擺較小，不會為0，不符合題意；
B、如果電阻R₀發(fā)生了短路，電流表有示數，電壓表示數為零，符合題意；
C、如果是滑動變阻器斷路，即電路為斷路，電流表、電壓表都無示數，不符合題意；
D、如果滑動變阻器短路，電路中電流將會很大，電流表、電壓表都有示數，不符合題意．答案選B；
（3）由表格數據描點連線作出I-U圖象，如下圖2所示：

實驗中各小組所使用的定值電阻的阻值可能各不相同，探究電流與電壓的關系時應控制電阻的阻值不變，采用不同的定值電阻進行探究時，相同電壓下的電流不同，做出的I-U圖象不同；
故答案為：（1）見上圖1所示：
（2）B；
（3）見上圖2所示；定值電阻的阻值不同．

點評 本題探究通過導體的電流與電壓的關系，考查電路的連接、故障的分析、根據實驗數據作圖的能力及對圖象的分原能力，體出了數學知識在物理中的應用．