Question

【題目】物理興趣小組的同學們想探究通過導體的電流與電壓的關系，實驗用具有：電源、電壓表、電流表、滑動變阻器、規(guī)格不同的定值電阻，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（連接不交叉），要求：滑動變阻器的滑片P向A移動，電壓表示數(shù)變大。

（_____）

（2）正確連好電路閉合開關，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）他們排除障后繼續(xù)實驗，測得多組數(shù)據(jù)并在圖c中作出I﹣U圖象，根據(jù)圖象得出結(jié)論：在電阻一定的情況下，通過導體的電流與導體兩端的電壓_____。

（4）該同學為了進一步探究電路的性質(zhì)，他們選擇了一個電壓可調(diào)的電源進行實驗，實驗所用電路如圖d所示，但電壓表位置不詳，電阻R1的阻值為8Ω，用滑動變阻器R2是“10Ω 2A和“5Ω 3A”的規(guī)格中的一個。若某次實驗時兩表到度盤上的指針位置如圖e所示，此時滑動變阻器電路的阻值恰為最大值的一半，請發(fā)揮你的聰明才智，通過計算推測他們實驗時所用滑動變阻器R2的規(guī)格為_____。

Answer 1

【答案】 B 成正比 10Ω 2A

【解析】

（1）探究通過導體的電流與電壓的關系，電壓表測導體的電壓，電流表測導體的電流，滑動變阻器的滑片P向A移動，電壓表示數(shù)變大，電路中的電流變大，電阻變小，故變阻器左下接線柱連入電路中與電阻串聯(lián)，如下所示：

（2）A．若電壓表的量程選大了，正常情況下，電壓表示數(shù)也不會為零，不符合題意；
B．電阻R0發(fā)生了短路，電壓表沒有示數(shù)，電流表示數(shù)較大，符合題意；
C．若滑動變阻器發(fā)生了斷路，則整個電路斷路，兩表都沒有示數(shù)，不符合題意；
D．滑動變阻器發(fā)生了短路，電壓表測電源電壓，電流示數(shù)較大，不符合題意；故選B；
（3）作出的I-U圖象為過原點的直線，根據(jù)圖象得出結(jié)論：在電阻一定的情況下，通過導體的電流與導體兩端的電壓成正比；
（4）由圖e，若電流表和電壓表都使用小量程時，讀出分別為IA=0.2A，UV=2.6V，
由歐姆定律，則R1兩端電壓：U1=IAR1=0.2A×8Ω=1.6V，
滑動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R1也不是測R2兩端電壓，
根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點：U=U1+U2，若電壓表測總電壓，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)。