Question

【題目】物理興趣小組的同學(xué)們想探究通過(guò)導(dǎo)體的電流與電壓的關(guān)系．實(shí)驗(yàn)室有：電源、電壓表、電流表、滑動(dòng)變阻器、規(guī)格不同的定值電阻、開(kāi)關(guān)和導(dǎo)線等器材各若干供同學(xué)們選擇，實(shí)驗(yàn)用電路如圖a所示．

（1）圖b是某組同學(xué)尚未完成連接的實(shí)物電路，請(qǐng)你用筆畫(huà)線代替兩根導(dǎo)線完成連接（連線不交叉）．要求：滑動(dòng)變阻器的滑片P向A端移動(dòng)，電壓表示數(shù)變大．
（2）連好電路閉合開(kāi)關(guān)，發(fā)現(xiàn)電流表示數(shù)較大、電壓表示數(shù)為零，則電路故障原因可能是
A.電壓表的量程選大了
B.電阻R0發(fā)生了短路
C.滑動(dòng)變阻器發(fā)生了斷路
D.滑動(dòng)變阻器發(fā)生了短路
（3）他們排除故障后繼續(xù)實(shí)驗(yàn)，測(cè)得多組數(shù)據(jù)記錄在下表中，在給定的坐標(biāo)紙上作出圖象，分析得出了結(jié)論．在與其他組交流時(shí)發(fā)現(xiàn)雖然各小組作出的圖象都是正確的，但是在相同的坐標(biāo)紙上有些小組的圖象卻明顯不同．請(qǐng)你利用表中數(shù)據(jù)在圖c中作出I﹣U圖象，并回答造成這種不同的原因： ．

（4）該組同學(xué)為了進(jìn)一步探究電路的性質(zhì)，他們選擇了一個(gè)電壓可調(diào)的電源進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．實(shí)驗(yàn)所用電路如圖d，但電壓表位置不詳，電阻R1的阻值為8Ω，所用滑動(dòng)變阻器R2是“10Ω 2A”和“5Ω 3A”中的一個(gè)．若某次實(shí)驗(yàn)時(shí)兩表刻度盤(pán)上的指針位置如圖e所示，此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值恰為最大值的一半．請(qǐng)發(fā)揮你的聰明才智，推測(cè)他們實(shí)驗(yàn)時(shí)所用變阻器R2的規(guī)格和R2的電壓分別為、 ．

Answer 1

【答案】
（1）

（2）B
（3）見(jiàn)上圖，定值電阻的阻值明顯不同
（4）“10Ω 2A”；1V或5V
【解析】（1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)電路圖應(yīng)將定值電阻與變阻器串聯(lián)，電壓表測(cè)定值電阻兩端電壓，滑片P向A端移動(dòng)，電壓表示數(shù)變大，根據(jù)U=IR，所以通過(guò)R電流應(yīng)變大，故變阻器阻值變小，應(yīng)將A接線柱接入電路中，
如圖所示：
；
（2）根據(jù)電路圖電壓表測(cè)量燈泡兩端電壓，電流表測(cè)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(huì)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(shù)，電壓表示數(shù)為零，符合題意．C、如果是滑動(dòng)變阻器斷路，即電路為斷路，電流表、電壓表都無(wú)示數(shù)，不符合題意．D、如果滑動(dòng)變阻器短路，電路中電流將會(huì)很大，電流表、電壓表都有示數(shù)，不符合題意．
（3）由表格數(shù)據(jù)描點(diǎn)連線作出I﹣U圖象，如圖所示：
；
實(shí)驗(yàn)中各小組所使用的定值電阻的阻值可能各不相同，若阻值太大，電流太小，則會(huì)造成圖象不明顯；
（4）由圖e，電流表和電壓表都使用小量程時(shí)，讀出分別為IA=0.2A，UV=2.6V，
則R1兩端電壓：U1=IAR1=0.2A×8Ω=1.6V，
滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值恰為最大值的一半，
若使用的是規(guī)格是“5Ω 3A”，則U變=IAR變=0.2A×2.5Ω=0.5V，
若使用的是規(guī)格是“10Ω 2A”，則U變=IAR變=0.2A×5Ω=1V，
所以電壓表不是測(cè)R1也不是測(cè)R2兩端電壓，
根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)：U=U1+U2 ， 若電壓表測(cè)總電壓，則使用“10Ω 2A”恰好符合電壓表示數(shù)為2.6V．
同理：若電流表和電壓表使用大量程，讀出分別為IA=1A，UV=13V，
使用變阻器使用“10Ω 2A”同樣是符合電壓表示數(shù)，此時(shí)U變=IAR變=1A×5Ω=5V，
故實(shí)驗(yàn)時(shí)所用變阻器R2的規(guī)格為“10Ω 2A”，R2的電壓為1V或5V．
所以答案是：（1）見(jiàn)上圖；（2）B；（3）見(jiàn)上圖；定值電阻的阻值明顯不同；（4）“10Ω 2A”；1V或5V．