Question

小明利用如图甲所示的电路探究“电流跟电阻的关系”，已知电源电压为6V且保持不变，实验用到的电阻阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω．（1）请根据图甲将图乙所示的实物电路连接完整（导线不允许交叉）；
（2）实验电路接好后，合上开关时，小明发现全班各小组的电路出现了以下故障：
①故障现象：两表的示数均较小．检测：移动滑动变阻器滑片，现象不变；故障原因是______．
②故障现象：电压表示数较大、电流表无示数．检测：取下电阻，两表的示数不变；故障原因是______．
（3）排除故障后进行试验，实验中多次改变R的阻值，调节滑动变阻器的滑片，使电压表示数保持不变，记下电流表的示数，得到如图丙所示的电流随电阻R变化的图象：①由图象可以得出结论______；
②上述实验中，小明用5Ω的电阻做完实验后，然后将10Ω的电阻接入电路，闭合开关，电压表的示数将会______（选填“变大”、“变小”或“不变”），此时应该向______（选填“左”或“右”）移动滑片；
（4）实验室提供了两个不同规格的滑动变阻器：A：“30Ω  2A”，B：“50Ω  1A”，要完成上述实验，应该选取滑动变阻器______（填代号），不选另外一个滑动变阻器的原因是______．

Answer

（1）根据图甲所示电路图连接实物电路图．
（2）根据电路故障现象分析电路故障原因．
（3）根据图象分析电流与电阻间的关系；用大电阻替换小电阻后，电阻分压变大，电压表示数变大，为保持电阻两端电压不变，应增加滑动变阻器接入电路的阻值，增大滑动变阻器的分压，使定值电阻两端电压变小，以便保持电阻两端电压不变．
（4）根据图象求出定值电阻最大时的电路电流，由串联电路特点及欧姆定律求出此时滑动变阻器接入电路的阻值，然后选择滑动变阻器．
【解析】
（1）根据图甲所示电路图连接实物电路图，实物电路图如图所示．
（2）①闭合开关，电流表示数很小，说明电路电阻很大，电压表示数很小，说明定值电阻电压很小，与定值电阻串联的滑动变阻器分压较大，滑动变阻器接入电路的阻值很大；移动滑片，现象不变，说明移动滑片，不能改变滑动变阻器接入电路的阻值，综合分析可知，滑动变阻器同时接下面两个接线柱，滑动变阻器被接成了定值电阻．
②闭合开关，电流表无示数，说明电路存在断路；电压表示数较大，说明电压表与电源两极相连，电压表并联电路之外电路不存在断路；取下电阻，两表示数不变，说明与电压表并联的电阻断路．
（3）①由图丙所示图象可知，在电压一定的情况下，电流与电阻乘积是一个定值，即电流与电阻成反比，由此可知，在电压一定的情况下，电流与电阻成反比；
②用5Ω的电阻做完实验后，然后将10Ω的电阻接入电路，定值电阻分压变大，电压表的示数将变大，为保持电阻两端电压不变，由电路图可知，应向左端移动滑片，增大滑动变阻器接入电路的阻值，增大滑动变阻器分压，减小定值电阻两端电压，以便保持定值电阻电压不变．
（4）由图象可知，当定值电阻阻值为20Ω时，电路电流为0.1A，∵I=，∴电路总电阻R总===60Ω，R滑=R总-R=60Ω-20Ω=40Ω＞30Ω，因此实验应选滑动变阻器B．
故答案为：（1）电路图如图所示；（2）①滑动变阻器同时接下面两个接线柱；②电阻断路；（3）①在电压一定时，电流与电阻阻值成反比；②变大；左；（4）B；定值电阻为20Ω时，滑动变阻器接入电路的阻值为40Ω，大于A的最大阻值．