Question

16．小明利用如圖甲所示的電路探究“電流跟電阻的關系”．已知電源電壓為6V且保持不變，實驗用到的電阻阻值分別為5Ω、10Ω、20Ω．

（1）請根據(jù)圖甲將圖乙所示的實物電路連接完整（導線不允許交叉）；
（2）實驗電路接好后，合上開關時，部分同學發(fā)現(xiàn)電路出現(xiàn)故障，主要有下表所列的兩種情況，請根據(jù)現(xiàn)象和檢測結果指出故障的可能原因：

故障現(xiàn)象	檢測	故障原因
燈泡較暗、兩表的示數(shù)均較小	移動滑動變阻器滑片，現(xiàn)象不變	①滑動變阻器下面兩個接線柱接入電路中
燈泡不亮、電壓表示數(shù)較大、電流表無示數(shù)	取下燈泡，兩表的示數(shù)不變	②電阻斷路

（3）排除故障后，進行實驗，實驗中多次改變R的阻值，調節(jié)滑動變阻器的滑片，使電壓表示數(shù)保持不變，記下電流表的示數(shù)，得到如圖丙所示的電流，隨電阻R變化的圖象；
①由圖象可以得出結論：電壓不變，導體中的電流與導體的電阻成反比；
②上述實驗中，小明用5Ω的電阻做完實驗后，然后將10Ω的電阻接入電路，閉合開關，電壓表的示數(shù)將會變變大（選填“變大”、“變小”或“不變”），此時應該向左（選填“左”或“右”）移動滑片；
（4）實驗室提供了三個不同規(guī)格的滑動變阻器：A：“30Ω  2A”，B：“50Ω  1A”，C：“100Ω，0.1A”，要完成整個實驗，應該選取滑動變阻器B（填代號），不選另外兩個滑動變阻器的原因分別是：
①B；A型號滑動變阻器阻值變化范圍太小，
②因為電路中電流大于0.1A，所以不選C．

Answer 1

分析 （1）將電壓表與電阻并聯(lián)，滑動變阻器與電阻串聯(lián)，且要接一上一下；
（2）若滑動變阻器同時接上面兩個接線柱，則相當于接入一個阻值等于其最大阻值的定值電阻；
電流表無示數(shù)，可能是電路斷路，電壓表有示數(shù)，則與電壓表并聯(lián)的電路斷路；
（3）分析圖象中電流隨電阻的變化，得出電流和電阻的反比例關系；
（4）根據(jù)串分壓的知識判斷電壓表的示數(shù)變化情況并判斷出滑片的移動方向；
（5）實驗中電壓表的示數(shù)2V不變，根據(jù)歐姆定律求出電阻為5Ω、10Ω、20Ω時電路中的電流，根據(jù)串聯(lián)電路的分壓特點求出滑動變阻器接入電路的電阻即可得出所選取滑動變阻器的規(guī)格和不選外兩個滑動變阻器的原因．

解答 解：（1）將電壓表與電阻并聯(lián)，滑動變阻器與電阻串聯(lián)，滑動變阻器已接了下面一個接線柱，可再接上面任意一個接線柱，如圖所示：

（2）①燈泡較暗、兩表的示數(shù)均較小，說明電路中的電阻較大，移動滑動變阻器滑片，現(xiàn)象不變，則可能將滑動變阻器下面兩個接線柱接入電路中；
②電流表無示數(shù)，則電路有斷路處，電壓表有示數(shù)，則與電壓表并聯(lián)的電阻斷路；
（3）由圖象知，電流和電阻的乘積為一定值，可得電壓不變，導體中的電流與導體的電阻成反比；
（4）用5Ω的電阻完成實驗后，然后將10Ω的電阻接入電路，則電壓表的示數(shù)會變大；
要使電壓表的示數(shù)不變，應增大滑動變阻器的阻值，將滑片向左端滑動；
（5）電壓表的示數(shù)2V不變，R的阻值為5Ω、10Ω、20Ω時，根據(jù)I=$\frac{{U}_{R}}{R}$可得，對應的電流依次為0.4A、0.2A、0.1A，
因為電路中電流大于0.1A，所以不選C；
滑動變阻器兩端的電壓U_滑=U-U_R=6V-2V=4V，根據(jù)R_滑=$\frac{{U}_{R}}{I}$可得，滑動變阻器接入電路的電阻依次為10Ω、20Ω、40Ω，因此A規(guī)格滑動變阻器的阻值范圍太小，所以不選A；而B規(guī)格的滑動變阻器符合要求，故選B．
故答案為：（1）見上圖；（2）①滑動變阻器下面兩個接線柱接入電路中；②電阻斷路；（3）①電壓不變，導體中的電流與導體的電阻成反比；②變大；左；（4）B；①B；A型號滑動變阻器阻值變化范圍太��；②因為電路中電流大于0.1A，所以不選C．

點評 本題考查了連接電路圖、分析圖象找出電流與電阻的關系、滑動變阻器的調節(jié)、求滑動變阻器的阻值等問題，由圖象丙找出電流與電阻的對應關系、熟練掌握串聯(lián)電路特點與歐姆定律是正確解題的關鍵．