Question

小鹏在探究“通过导体的电流与导体两端电压的关系”时，电路如图甲所示，电源电压保持不变，R 为定值电阻。

(1)请用笔画线代替导线，将图乙中的电路按图甲连接完整（要求导线不交叉）；

（____________）

(2)为了保护电路，实验前滑动变阻器的滑片应位于_____（选填“A”或“B”）端；

(3)电路连接正确后，闭合开关，发现电压表有示数但电流表无示数，此时出现的故障可能是_____（选填字母）；

A．滑动变阻器短路

B．电流表断路

C．电阻 R 短路

D．电阻 R 断路

(4)排除故障后，小鹏又取了两个定值电阻，想利用这些器材继续探究“电压不变时，电流与电阻的关系”。实验中所用电阻的阻值分别为 5 欧、10 欧、20 欧，电源电压为 6V，分别接入三个定值电阻，调节滑动变阻器的滑片，记录数据，得到了如图丙所示的图象。由图象可以得出结论：_____；

(5)上述实验中，

①小鹏用 5Ω的电阻做完实验后，保持滑动变阻器滑片的位置不变。接着把 R 换为 10Ω的电阻接入电路，闭合开关，应向_____（选填“A”或“B”）端移动滑片，直至电压表示数为_____V 时，读出电流表的示数；

②小鹏又把 R 换为 20Ω的电阻接入电路，闭合开关，无论怎样移动滑片，电压表都不能达到所控制的电压值，是因为_____，为完成整个实验，应该选取滑动变阻器_____（选填字母）。

A．“50Ω 1.0A”            B．“30Ω 1.0A”         C．“20Ω 1.0A”

Answer

B D 电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比 B 2 滑动变阻器的最大阻值过小 A

【解析】

(1)[1]将电压表并联在定值电阻两端，滑动变阻器要求一上一下连接，如图所示：

(2)[2] 为了保护电路，实验前滑动变阻器的滑片应位于阻值最大处即B端。

(3)[3]电压表有示数，说明电压表与滑动变阻器、电流表、电源是通路。电流表没有示数，说明电流表、定值电阻、滑动变阻器中有一处是断路的；综合分析可知：电流表、滑动变阻器位置是导通的，所以应为定值电阻断路；故选D。

(4)4]由图丙知，电流和电阻的积为

U=IR=0.4A×5Ω=0.2A×10Ω=0.1A×20Ω=2V

故图象可以得出结论：电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。

(5)①[5][6]根据串联分压原理可知，将定值电阻由5Ω改接成10Ω的电阻，电阻增大，其分得的电压增大；探究电流与电阻的实验中应控制电压不变，即应保持电阻两端的电压不变，根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压，由分压原理，应增大滑动变阻器连入电路中的电阻，所以滑片应向B端移动，使电压表的示数为2V。

②[7][8]电阻两端的电压始终保持2V不变，根据串联电路电压的规律，变阻器分得的电压

U滑=6V−2V=4V

变阻器分得的电压为电压表示数的倍数

=2

根据分压原理，当接入20Ω电阻时，变阻器连入电路中的电阻为

R滑=2×20Ω=40Ω

故为了完成整个实验，应该选取最大阻值至少40Ω的滑动变阻器，无论怎样移动滑片，电压表都不能达到所控制的电压值，是因为滑动变阻器的最大阻值过小。

为完成整个实验，应该取“50Ω 1.0A ”的滑动变阻器，故选A。