【題目】物理興趣小組的同學(xué)們想探究通過導(dǎo)體的電流與電壓的關(guān)系.實(shí)驗(yàn)室有:電源、電壓表、電流表、滑動(dòng)變阻器、規(guī)格不同的定值電阻、開關(guān)和導(dǎo)線等器材各若干供同學(xué)們選擇,實(shí)驗(yàn)用電路如圖a所示.

(1)圖b是某組同學(xué)尚未完成連接的實(shí)物電路,請(qǐng)你用筆畫線代替兩根導(dǎo)線完成連接(連線不交叉).要求:滑動(dòng)變阻器的滑片P向A端移動(dòng),電壓表示數(shù)變大.
(2)連好電路閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)電流表示數(shù)較大、電壓表示數(shù)為零,則電路故障原因可能是( )
A.電壓表的量程選大了
B.電阻R0發(fā)生了短路
C.滑動(dòng)變阻器發(fā)生了斷路
D.滑動(dòng)變阻器發(fā)生了短路
(3)他們排除故障后繼續(xù)實(shí)驗(yàn),測(cè)得多組數(shù)據(jù)記錄在下表中,在給定的坐標(biāo)紙上作出圖象,分析得出了結(jié)論.請(qǐng)你利用表中數(shù)據(jù)在圖c中作出U﹣I圖象 ,分析圖象得出的結(jié)論是;在與其他組交流時(shí)發(fā)現(xiàn)雖然各小組作出的圖象都是正確的,但是在相同的坐標(biāo)紙上有些小組的圖象卻明顯不同,并回答造成這種不同的原因:

(4)該組同學(xué)為了進(jìn)一步探究電路的性質(zhì),他們選擇了一個(gè)電壓可調(diào)的電源進(jìn)行實(shí)驗(yàn).實(shí)驗(yàn)所用電路如圖d,但電壓表位置不詳,電阻R1的阻值為3Ω,所用滑動(dòng)變阻器R2是“10Ω 2A”和“20Ω 2A”中的一個(gè).若某次實(shí)驗(yàn)時(shí)兩表刻度盤上的指針位置如圖e所示,此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值恰為最大值的一半.請(qǐng)發(fā)揮你的聰明才智,通過計(jì)算推測(cè)他們實(shí)驗(yàn)時(shí)所用變阻器R2的規(guī)格和R2的電壓

【答案】
(1)解:如圖所示:

(2)B
(3);選用定值電阻的阻值明顯不同
(4)“10Ω 2A”,1V或5V
【解析】(1)根據(jù)實(shí)驗(yàn)電路圖知道,應(yīng)將定值電阻與變阻器串聯(lián),電壓表測(cè)定值電阻兩端電壓,根據(jù)題意若“滑片P向A端移動(dòng),電壓表示數(shù)變大”,由U=IR知道,此時(shí)通過R電流應(yīng)變大,故變阻器阻值應(yīng)變小,所以應(yīng)將A接線柱接入電路中,如圖所示:
;
(2)A、根據(jù)電路圖知道,電壓表測(cè)量燈泡兩端電壓,電流表測(cè)量電路電流;當(dāng)連好電路時(shí),若是電壓表的量程選大了,電壓表指針擺較小,不會(huì)電壓表示數(shù)為零,A不合題意;
B、若電阻R0 發(fā)生了短路,則電流表應(yīng)有示數(shù),而電壓表示數(shù)為零,B符合題意;
C、若是滑動(dòng)變阻器斷路,即電路為斷路,電流表、電壓表都會(huì)無示數(shù),C不合題意;
D、若滑動(dòng)變阻器短路,電路中電流將會(huì)很大,電流表、電壓表都有示數(shù),D不合題意 .
(3)由表格數(shù)據(jù)描點(diǎn)連線作出I-U圖象,如下圖:
;
實(shí)驗(yàn)中各小組所使用的定值電阻的阻值可能各不相同,若使用電阻的阻值太大,電流會(huì)太小,就會(huì)造成圖象明顯不同;
(4)由圖d知道,若電流表和電壓表都使用小量程,由圖e讀出分別為IA =0.2A,UV =2.6V,故R1 兩端電壓是:U1 =IAR1 =0.2A×3Ω=0.6V,滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值恰為最大值的一半,若使用的是規(guī)格是“20Ω 2A”,則U =IAR =0.2A×10Ω=2V,若使用的是規(guī)格是“10Ω 2A”,則U =IAR =0.2A×5Ω=1V,所以電壓表不是測(cè)R1 也不是測(cè)R2 兩端電壓,根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)知道,測(cè)量的是R1R2的總電壓:U=U1 +U2 ,即使用“10Ω 2A”恰好符合電壓表示數(shù)為2.6V;
同理知道:若電流表和電壓表使用大量程,讀出分別為IA =1A,UV =13V,變阻器若使用“10Ω 2A”,則U =IAR =1A×5Ω=5V,同樣是符合電壓表的示數(shù),故實(shí)驗(yàn)時(shí)所用變阻器R2 的規(guī)格為“10Ω 2A”,R2 的電壓為1V或5V .
故答案為:(1);(2)B;(3);選用定值電阻的阻值明顯不同;(4)“10Ω 2A”,1V或5V .
(1)實(shí)驗(yàn)電路應(yīng)該連成一個(gè)串聯(lián)電路 , 電壓表測(cè)R兩端電壓 , 滑動(dòng)變阻器一上一下接入 , 根據(jù)滑動(dòng)變阻器的滑片P向B端移動(dòng) , 電壓表示數(shù)變大確定接線柱的接法 ;
(2)根據(jù)電路圖知道,電壓表測(cè)量燈泡兩端電壓,電流表測(cè)量電路電流 . 電阻R0斷路時(shí),電壓表被串聯(lián)到電路,示數(shù)接近電源電壓,電流表幾乎無示數(shù);
(3)根據(jù)表格數(shù)據(jù)描點(diǎn)連線作出圖象 ; 可以從各組使用電阻不同分析造成實(shí)驗(yàn)作出的圖象產(chǎn)生差異的原因;
(4)假設(shè)電流表和電壓表都使用小量程,分別讀出兩電表的示數(shù),利用歐姆定律的變形公式U=IR計(jì)算出電阻R1和R2兩端的電壓,然后判斷電壓表所測(cè)量的電路,根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律判斷選用的滑動(dòng)變阻器;再假設(shè)兩電表都使用大量程,再用同樣的方法,可計(jì)算出電阻R2兩端的電壓 .

練習(xí)冊(cè)系列答案
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A.
B.
C.
D.

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(1)請(qǐng)你將圖甲中電路圖補(bǔ)充完整.
(2)閉合開關(guān)后,為了測(cè)量小燈泡的額定功率,應(yīng)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,使電壓表V1的示數(shù)為V,此時(shí)電壓表V2的示數(shù)如圖乙所示,是V.
(3)小燈泡的額定電流為A.額定功率為W.
(4)她還進(jìn)一步設(shè)計(jì)出了只有電流表沒有電壓表解決這個(gè)問題的方法,其電路如圖丙所示,R0=10Ω,并認(rèn)為關(guān)鍵的一步是必須調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,使電流表A2的示數(shù)為A時(shí),再讀出電流表A1的示數(shù),才能計(jì)算小燈泡的額定功率.

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