Question

8．在“探究一定電壓下，電流與電阻的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，老師提供的實(shí)驗(yàn)器材有：電源（電壓恒為4.5V），電流表、電壓表各一個，開關(guān)一個，四個定值電阻（5Ω、10Ω、15Ω、20Ω），兩只滑動變阻器（規(guī)格分別為“10Ω  1A”、“20Ω  2A”、“50Ω 1A”），導(dǎo)線若干．

（1）請根據(jù)圖甲的電路圖用筆畫線將圖乙實(shí)物圖連接完整（注意電流表的量程選擇，并且要求滑動變阻器向右移動時，電路中的電流變大）．
（2）在閉合開關(guān)前，滑動變阻器必須移到E處（“E或者F”）．
（3）小李實(shí)驗(yàn)時，在a、b間先接入5Ω的電阻，閉合開關(guān)，移動滑片P，使電壓表的示數(shù)為1.5V，并記下相應(yīng)的電流值；再改接10Ω的電阻，此時滑片P應(yīng)向左（選填“左”或“右”）端移動，小李移動變阻器滑片P的目的是：調(diào)節(jié)定值電阻兩端電壓保持1.5V不變．
（4）電路連接無誤后，閉合開關(guān)，電流表指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，電壓表指針有偏轉(zhuǎn)，請幫她找出故障的原因（填下列故障原因的代號）C
A．電阻R短路    B．滑動變阻器短路      C．電阻R斷路     D滑動變阻器斷路
（5）小李為完成用四個定值電阻進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，他應(yīng)選擇的滑動變阻器規(guī)格是50Ω 1A
（6）若要探究電流與電壓的關(guān)系，應(yīng)控制電阻不變．

Answer 1

分析 （1）本實(shí)驗(yàn)中滑動變阻器應(yīng)一上一下串聯(lián)接入電路中，滑動變阻器向右移動時，電路中的電流變大；
（2）閉合開關(guān)前，滑動變阻器的滑片P應(yīng)移到最大值處；
（3）要探究電流和電阻之間關(guān)系，必須保持電阻兩端的電壓不變，即與電阻并聯(lián)的電壓表示數(shù)不變，為保證電阻兩端的電壓不變，根據(jù)串聯(lián)電路的分壓原理分析將5Ω的電阻換成了10Ω的電阻時滑片的移動方向；
（4）電壓表指針有較大偏轉(zhuǎn)說明電壓表兩接線柱與電源之間是通路，電流表指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn)說明電路斷路，即電壓表并聯(lián)部分?jǐn)嗦罚?br />（5）根據(jù)串聯(lián)電路特點(diǎn)和歐姆定律計(jì)算變阻器的規(guī)格；
（6）若要探究電流與電壓的關(guān)系，應(yīng)采用控制變量法，控制電阻不變．

解答 解：（1）探究電流與電阻的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中變阻器應(yīng)一上一下串聯(lián)接入電路中，滑動變阻器向右移動時，電路中的電流變大，如圖所示：

（2）為了保護(hù)電路，閉合開關(guān)前，滑動變阻器的滑片P應(yīng)移到最大值E端；
（3）導(dǎo)體中電流與電壓和電阻有關(guān)，探究電流和電阻之間關(guān)系，必須保持電阻兩端的電壓不變，根據(jù)串聯(lián)電路的分壓原理，將5Ω的電阻換成了10Ω的電阻后其電壓將增大，為使其電壓保護(hù)1.5V不變，需要增大變阻器分得電壓，故應(yīng)將滑片左端移動，直到電壓表示數(shù)為1.5V為止．由此可知移動滑片的作用是：調(diào)節(jié)定值電阻兩端電壓保持1.5V不變；
（4）閉合開關(guān)，電流表指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，電壓表指針有較大偏轉(zhuǎn)，說明電壓表并聯(lián)部分?jǐn)嗦�，結(jié)合選項(xiàng)可知C選項(xiàng)符合；
（5）在a、b間先接入20Ω的電阻，串聯(lián)電路中電流處處相等，
所以I_滑=I_ab，則$\frac{{U}_{滑}}{{R}_{滑}}$=$\frac{{U}_{R}}{R}$，$\frac{4.5V-1.5V}{{R}_{滑}}$=$\frac{1.5V}{20Ω}$，R_滑=40Ω＞20Ω，
故應(yīng)選擇的滑動變阻器規(guī)格是“50Ω 1A”；
（6）若要探究電流與電壓的關(guān)系，應(yīng)采用控制變量法，控制電阻不變．
故答案為：（1）如上圖所示；（2）E；（3）左；調(diào)節(jié)定值電阻兩端電壓保持1.5V不變；（4）C；（5）50Ω 1A；（6）電阻．

點(diǎn)評 本題考查探究電流跟電阻關(guān)系的實(shí)驗(yàn)，探究的方法是控制變量法；并且能夠根據(jù)題目數(shù)據(jù)選擇合適的滑動變阻器，不但考慮滑動變阻器允許通過的電流，也要考慮滑動變阻器的電阻．