Question

【題目】在“探究通過(guò)導(dǎo)體的電流與電壓和電阻的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，有如下器材：電壓表、電流表、滑動(dòng)變阻器、開(kāi)關(guān)、學(xué)生電源（電壓恒定為4.5V）、定值電阻R（分別為5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω）、導(dǎo)線若干.小明在實(shí)驗(yàn)時(shí)連接的電路如圖甲所示.

（1）請(qǐng)根據(jù)圖甲將圖乙所示的實(shí)物電路連接完整___________（導(dǎo)線不允許交叉）

（2）在探究“電流與電壓的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中：

①閉合開(kāi)關(guān)前，要將滑動(dòng)變阻器滑片移至最___端（選填“左”或“右”）；電路中滑動(dòng)變阻器起到保護(hù)電路元件安全和___的作用；

②閉合開(kāi)關(guān)S，無(wú)論如何移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P，發(fā)現(xiàn)電流表示數(shù)幾乎為零，電壓表的示數(shù)約為4.5V，此時(shí)，電路出現(xiàn)的故障可能是___，小明排除故障后繼續(xù)實(shí)驗(yàn).

（3）在探究“電流與電阻的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中：

①電路中滑動(dòng)變阻器起到保護(hù)電路元件安全和___的作用；

②小明先將R=10Ω的電阻接入，閉合開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，直到電壓表示數(shù)為2.5V，記下電流表示數(shù)；接著在滑動(dòng)變阻器的滑片位置不變，把R換為15Ω的電阻時(shí)，應(yīng)向___（選填“左”或“右”）方向移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P，才能使電壓表示數(shù)為2.5V，同時(shí)記下電流表的示數(shù)；

③為確保所給的5個(gè)定值電阻接入電路后都能正常進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，那么至少應(yīng)該選取最大阻值不小于___Ω的滑動(dòng)變阻器.

Answer 1

【答案】 見(jiàn)解析所示 左 改變定值電阻兩端電壓 定值電阻斷路 保持定值電阻兩端電壓不變 左 20

【解析】（1）根據(jù)圖甲進(jìn)行實(shí)物連接，即定值電阻、電流表與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，電壓表與定值電阻并聯(lián)，電路如下圖：

（2）在探究“電流與電壓的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中：

①閉合開(kāi)關(guān)前，為保護(hù)電路，應(yīng)將滑動(dòng)變阻器滑片移至阻值最大處，即最左端；為了得出普遍性的結(jié)論，要多次進(jìn)行測(cè)量，所以滑動(dòng)變阻器在電路中除起到保護(hù)電路元件安全的作用外，還要起到改變定值電阻兩端電壓的作用；

②閉合開(kāi)關(guān)S，無(wú)論如何移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P，發(fā)現(xiàn)電流表示數(shù)幾乎為零，電壓表示數(shù)接近電源電壓4.5V，說(shuō)明電壓表與電源連通，即與電壓表并聯(lián)的支路以外的電路是完好的，所以是與電壓表并聯(lián)的支路斷路了，即電路出現(xiàn)的故障可能是燈泡斷路；

（3）在探究“電流與電阻的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，根據(jù)控制變量法知道，要控制電阻的電壓不變，

①電路中滑動(dòng)變阻器起到保護(hù)電路元件安全和控制電壓表示數(shù)不變的作用；

②小明先將R=10Ω的電阻接入，閉合開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，直到電壓表示數(shù)為2.5V，記下電流表示數(shù)；接著在滑動(dòng)變阻器的滑片位置不變，把R換為15Ω的電阻時(shí)，由于接入電路的電阻變大，則電壓表示數(shù)會(huì)變大，為保持電壓表示數(shù)不變，要增大變阻器接入電路的電阻，才能時(shí)定值電阻的電壓減小到2.5V，故應(yīng)向左方向移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片同時(shí)記下電流表的示數(shù)；

③由圖丙知道，電阻兩端的電壓始終保持U=IR =2.5V，由串聯(lián)電路電壓的規(guī)律知道，變阻器的電壓始終是：U滑=4.5V-2.5V=2V，即變阻器的電壓與電壓表示數(shù)的比值始終是：2V/2.5V=0.8倍，所以為了完成整個(gè)實(shí)驗(yàn)，當(dāng)接入最大定值電阻25Ω電阻時(shí)，變阻器連入電路中的電阻應(yīng)是：R滑大=0.8×25Ω=20Ω，故應(yīng)該選取最大阻值至少是20Ω的滑動(dòng)變阻器。