Question

9．現(xiàn)有下列器材：學(xué)生電源（6V），電流表（0-0.6A，0-3A）、電壓表（0-3V，0-15V）、定值電阻（5Ω、10Ω、20Ω各一個(gè)）、開關(guān)、滑動(dòng)變阻器和導(dǎo)線若干，利用這些器材探究“電壓不變時(shí)，電流與電阻的關(guān)系”

（1）請根據(jù)圖甲所示的電路圖用筆畫線代替導(dǎo)線將圖乙所示的實(shí)物連接成完整電路．（要求連線不得交叉）
（2）實(shí)驗(yàn)中依次接入三個(gè)定值電阻，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，保持電壓表示數(shù)不變，記下電流表的示數(shù)，利用描點(diǎn)法得到如圖丙所示的電流I隨電阻R變化的圖象．由圖象可以得出結(jié)論：電壓一定時(shí)，導(dǎo)體中的電流與電阻成反比．
（3）上述實(shí)驗(yàn)中，小強(qiáng)用5Ω的電阻做完實(shí)驗(yàn)后，保持滑動(dòng)變阻器滑片的位置不變，接著把R換為10Ω的電阻接入電路，閉合開關(guān)，向A（選填“A”或“B”）端移動(dòng)滑片，使電壓表示數(shù)為2V 時(shí)，讀出電流表的示數(shù)．
（4）為完成整個(gè)實(shí)驗(yàn)，應(yīng)該選取哪種規(guī)格的滑動(dòng)變阻器A．
A.50Ω 1.0A     B.30Ω 1.0A       C.20Ω 1.0A．

Answer 1

分析 （1）將電壓表與電阻并聯(lián)，滑動(dòng)變阻器與電阻串聯(lián)，且要接一上一下；
（2）分析圖丙中圖象，曲線上每一點(diǎn)對應(yīng)的電流和電阻的乘積相等，據(jù)此得出結(jié)論；
（3）將5Ω的電阻更換為10Ω的電阻接入電路后，電路中的總電阻變大，電路中的電流減小，滑動(dòng)變阻器兩端的電壓減小，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)可知定值電阻兩端的電壓變大，要使定值電阻兩端的電壓不變，應(yīng)減小電路中的電流，增大滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻，直到電壓表的示數(shù)達(dá)到原來的示數(shù)不變；
（4）由圖丙找出實(shí)驗(yàn)時(shí)電路的最小電流，由串聯(lián)電路的特點(diǎn)及歐姆定律求出此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值，據(jù)此確定滑動(dòng)變阻器的最小的最大阻值．

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

（2）分析圖丙圖象，曲線上每點(diǎn)對應(yīng)的電流和電阻的乘積都等于2V，由此得出結(jié)論：電壓一定時(shí)，導(dǎo)體中的電流與電阻成反比；
（3）將5Ω的電阻更換為10Ω的電阻接入電路后，定值電阻兩端的電壓增大，要使電壓表的示數(shù)不變，應(yīng)減小電路中的電流，增大滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻即滑片向A移動(dòng)，直到電壓的示數(shù)達(dá)到2V為止；
（4）由圖丙知，電路的最小電流I=0.1A，此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值最大，
因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，
所以，滑動(dòng)變阻器兩端的電壓：
U_滑=U-U_R=6V-2V=4V，
由I=$\frac{U}{R}$可得，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值：
R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{4V}{0.1A}$=40Ω，
則選用變阻器的規(guī)格為“50Ω 1.0A”．
故答案為：
（1）如上圖所示；
（2）電壓一定時(shí)，導(dǎo)體中的電流與電阻成反比；
（3）A；2；
（4）A．

點(diǎn)評 本題通過實(shí)驗(yàn)探究考查了實(shí)物圖的連接、滑動(dòng)變阻器的正確使用、串聯(lián)電路特點(diǎn)和歐姆定律的應(yīng)用，分析圖象獲取信息和利用好控制變量法是解題的關(guān)鍵．