Question

【題目】小王在做“探究電流與電壓、電阻關(guān)系”實(shí)驗(yàn)時(shí)，準(zhǔn)備以下器材：電源（電壓為3V且保持不變）、電流表（0-0.6A）、電壓表（0-3V）、滑動(dòng)變阻器（20Ω、1A） 、 四個(gè)定值電阻（5Ω、10Ω、15Ω、20Ω）、開(kāi)關(guān)導(dǎo)線若干。根據(jù)如圖甲所示電路圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

（1）請(qǐng)你用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線把圖乙未連接完的實(shí)物電路連接成正確的完整電路;

（________）

（2）閉合開(kāi)關(guān)前，滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)調(diào)到最___________端（選填“左"或“右”）；.

（3）電路正確連接，閉合開(kāi)關(guān)，電流表無(wú)示數(shù)，電壓表指針有明顯偏轉(zhuǎn)，可能原因是________;

A.定值電阻R短路 B.定值電阻R斷路

C.滑動(dòng)變阻器短路 D.滑動(dòng)變阻器斷路

（4）探究電流與電壓的關(guān)系時(shí)，小王通過(guò)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片P，記錄了通過(guò)定值電阻R的不同電流和對(duì)應(yīng)的電壓如右表所示。老師看后說(shuō)其中一組數(shù)據(jù)本次實(shí)驗(yàn)無(wú)法得出。他分析發(fā)現(xiàn)是第 ________次數(shù)據(jù)不合理，原因是________， 去掉不合理的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，分析可得到的結(jié)論是：_____________________。

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	1	2	3	4	5
電壓U/V	0.5	1.0	1.5	2.0	2.5
電流I/A	0.1	0.2	0.3	0.4	0.5

（5）接著小王又探究電流與電阻的關(guān)系，其實(shí)驗(yàn)步驟如下：

①在電路中接入阻值為5Ω的定值電阻，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，使得電壓表示數(shù)為1V，記錄電流表示數(shù)：

②用10Ω的定值電阻替換5Ω的定值電阻，閉合開(kāi)關(guān)，他應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的阻值_____（選填“調(diào)大”或“調(diào)小”）直到_________， 再記錄電流表示數(shù);

③用15Ω的定值電阻替換10Ω的定值電阻再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)不能完成。為完成四次探究，小王預(yù)備了如下四個(gè)調(diào)整方案，你認(rèn)為不可行的是________

A.如果只調(diào)整電壓表的示數(shù)，控制電壓表示數(shù)為2V

B.如果只更換定值電阻，更換1Ω、2Ω、5Ω、10Ω 的定值電阻

C.如果只更換滑動(dòng)變阻器，則更換的滑動(dòng)變阻器最大阻值不小于40Ω， 允許通過(guò)的最大電流不小于0.2A

D.如果只更換電源，更換電源電壓為4V

Answer 1

【答案】見(jiàn)解析 右 B 1 電路中最小電流為0.12A 電阻一定時(shí)，導(dǎo)體的電流和電壓成正比 調(diào)大 電壓表示數(shù)仍為1V BD

【解析】

(1)[1]根據(jù)題意“一上一下”原則，將滑動(dòng)變阻器滑片左下接線柱連入電路中，如下所示：

(2)[2]閉合開(kāi)關(guān)前，為了保護(hù)電路，滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)調(diào)到阻值最大處的最右端；

(3)[3] A．若電阻R短路，則電路為通路，電流表應(yīng)有示數(shù)，電壓表無(wú)示數(shù)，故不符合題意；

B．若電阻R斷路，則電流表會(huì)沒(méi)有示數(shù)，電壓表與電源連通測(cè)電源電壓，電壓表指針應(yīng)有明顯偏轉(zhuǎn)，故符合題意；

C．若滑動(dòng)變阻器短路，則電路為通路，兩表都應(yīng)有示數(shù)，故不符合題意；

D．若滑動(dòng)變阻器斷路，則兩表都沒(méi)有示數(shù)，故不符合題意

(4)[4][5]探究電流與電壓的關(guān)系時(shí)，要控制電阻不變，由表中數(shù)據(jù)，電阻是5Ω，又因?yàn)樽冏杵鞯淖畲箅娮铻?/span>20Ω，根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律，電路中的最小電流是：

,

故出錯(cuò)的是第1次，原因是電路中的最小電流大于0.1A；

[6]去掉出錯(cuò)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，分析知道，電壓與電流之比為一定值，故得到的結(jié)論是：當(dāng)電阻一定時(shí)，通過(guò)導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比；

(5)[7][8]由串聯(lián)分壓原理知道，將定值電阻由5Ω改接成10Ω的電阻，由于電阻增大，其分得的電壓增大；由于探究電流與電阻的實(shí)驗(yàn)中應(yīng)控制電壓不變，即應(yīng)保持電阻兩端的電壓不變，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律知道，應(yīng)增大滑動(dòng)變阻器分得的電壓，即應(yīng)增大滑動(dòng)變阻器連入電路中的電阻，應(yīng)該將滑動(dòng)變阻器的阻值調(diào)大，直到電壓表示數(shù)為1V ，再記錄電流表示數(shù)；

[9]A．根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律和分壓原理知道：

由此可知，當(dāng)電源電壓U、定值電阻的電壓U定 一定時(shí)，變阻器的電阻隨定值電阻的增大而增大；當(dāng)電阻為R定4 =20Ω時(shí)，所需滑動(dòng)變阻器的阻值最大為R滑大 =20Ω，根據(jù)串聯(lián)電阻的規(guī)律，總電阻S ：

R=R定4 +R滑大 =20Ω+20Ω=40Ω，

此時(shí)電流中的電流是：

由歐姆定律，則此時(shí)電壓表的示數(shù)是：

即應(yīng)控制a、b間的最小電壓為1.5V，最大電壓不超過(guò)3V，故A可行；

B．電源電壓為3V，電阻兩端電壓為1V，滑動(dòng)變阻器分壓為2V，定值電阻兩端電壓為變阻器電壓的倍，根據(jù)分壓原理，定值電阻阻值為滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為的倍，由于滑動(dòng)變阻器最大阻值為20Ω，所以，定值電阻最大阻值為10Ω；由電流表量程和變阻器規(guī)格可知，電路中電流最大0.6A，此時(shí)電路電阻最小，由歐姆定律，此時(shí)定值電阻的阻值是：

即更換的定值電阻R的阻值范圍是1.67～10Ω，故B不可行；

C．滑動(dòng)變阻器兩端電壓是2V，是定值電阻兩端電壓的2倍，由分壓原理知道，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值是定值電阻阻值的2倍，當(dāng)定值電阻阻值最大為20Ω時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值最大應(yīng)為40Ω，即更換的滑動(dòng)變阻器最大阻值不小于40Ω；當(dāng)電阻為5Ω時(shí)，由于變阻器分得的電壓為2V，變阻器分得的電壓是定值電阻的2倍，根據(jù)分壓原理知道，變阻器連入電路中的電阻是：

2×5Ω=10Ω，

由串聯(lián)電路電阻的規(guī)律知道，此時(shí)電路的總電阻是15Ω為最小，電路中電流最大，由歐姆定律知道，最大電流是：

,

即最大電流不小于0.2A，故C可行；

D．當(dāng)變阻器全部電阻20Ω連入電路時(shí)，此時(shí)對(duì)應(yīng)的定值電阻應(yīng)最大為20Ω，電源電壓最大，根據(jù)分壓原理，變阻器的電壓是：

，

所以最大電源電壓是：

1V+1V=2V，

最小為1V，更換的電源電壓范圍是1V～2V，故D不可行。