Question

14．小敏用如圖所示的圖甲電路圖，研究通過導體的電流與導體電阻的關系，電源電壓恒為6V，改變電阻R的阻值，調節(jié)滑動變阻器滑片，記下相應的4次實驗的電流和電阻值，描繪在乙圖中．
（1）實驗中改變電阻R的阻值后，調節(jié)滑動變阻器的目的是為了保持R兩端的電壓不變．
（2）乙圖中陰影部分面積表示的物理量是電壓．
（3）實驗過程中，如果出現(xiàn)了電流表示數(shù)為0，電壓表示數(shù)接近6V，電路發(fā)生的故障可能是：R斷路．
（4）實驗中該同學將圖甲中A、B兩點間10Ω的電阻更換為20Ω的電阻，閉合開關后，若此時滑動變阻器的滑片還在上一次實驗的位置，下一步的操作應當是向右移動滑片，使電壓表的示數(shù)為2V．

Answer 1

分析 （1）探究電流與電阻的關系時，需控制電阻兩端的電壓不變；
（2）首先判斷坐標軸中橫軸和縱軸代表的物理量，然后根據(jù)縱軸和橫軸代表物理量的乘積進行判斷；
（3）電流表示數(shù)為0，說明電路中有斷路；電壓表示數(shù)接近6V，說明電壓表的正負接線柱與電源兩極相連；
（4）先根據(jù)串聯(lián)電路分壓的特點確定定值電阻兩端電壓的變化，然后根據(jù)探究電流與電阻的關系時，應控制定值電阻兩端電壓不變確定滑動變阻器兩端電壓的變化，進一步確定滑動變阻器接入電路阻值的變化，從而得出滑片移動的方向；
由圖乙讀出一組電流和電阻值，然后利用歐姆定律的變形公式U=IR即可求出電壓表的示數(shù)．

解答 解：（1）探究電流與電阻的關系時，需控制電阻兩端的電壓不，因此滑動變阻器的作用是保持R兩端的電壓不變；
（2）根據(jù)圖乙可知，橫軸表示電阻，縱軸表示電流，則陰影部分為橫、縱坐標的乘積；
即陰影部分的面積為：S=U=IRV，因此陰影部分面積表示的物理量電壓；
（3）電流表的示數(shù)為零，說明在電路中出現(xiàn)了斷路；電壓表示數(shù)等于電源電壓6V，說明電壓表的正負接線柱與電源兩極相連，因此電路故障為R斷路；
（4）因為串聯(lián)電路起分壓作用，因此實驗中將A、B兩點間10Ω的電阻更換為20Ω的電阻時，定值電阻兩端電壓降變大，為了保持定值電阻兩端電壓不變，需增大滑動變阻器兩端電壓，因此增大滑動變阻器接入電路的阻值，故將滑片向右移動；
根據(jù)圖乙可知，當定值電阻為10Ω時，通過的電流為0.2A；
由I=$\frac{U}{R}$可知定值電阻兩端電壓：U=IR=0.2A×10Ω=2V．
故答案為：（1）R兩端的電壓；（2）電壓；（3）R斷路；（4）右；2．

點評 此題是探究“通過導體的電流與導體電阻關系”的實驗，實驗中要控制電阻兩端的電壓不變，同時考查了滑動變阻器的選擇，涉及到了串聯(lián)電路中歐姆定律的應用及電流、電壓的規(guī)律；還考查了圖象分析、電路故障等問題，關鍵是認真審題，細心答題．