Question

【題目】在探究“電流跟電壓、電阻關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中：
（1）小明設(shè)計(jì)了圖甲所示的電路圖，請(qǐng)你用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線幫助他將圖乙實(shí)物電路連接完整，要求滑片在右端滑動(dòng)變阻器的阻值最大．
（2）小明進(jìn)行了以下實(shí)驗(yàn)操作： 步驟1：保持定值電阻R的阻值不變，閉合開(kāi)關(guān)S后，使R兩端的電壓成倍數(shù)變化，如2V、4V、6V，分別讀出并記錄對(duì)應(yīng)于不同電壓下的電流表示數(shù)，比較每次電流表的示數(shù)是否成整數(shù)倍的變化．
步驟2：保持每次定值電阻兩端電壓保持不變，換用不同的定值電阻，使電阻成整數(shù)倍的變化，如5Ω、10Ω、15Ω，分別讀出并記錄對(duì)應(yīng)于不同阻值的電流表的示數(shù)，比較每次的電阻值與電流值的乘積是否相等．
分析：
①小明設(shè)計(jì)“步驟1”的目的是為了探究 ．
②小明做“步驟2”時(shí)，選一個(gè)“5Ω”的電阻，測(cè)得電流表示數(shù)為0.2A，當(dāng)換“10Ω”來(lái)做時(shí)，發(fā)現(xiàn)電流表的示數(shù)不是0.1A，（不考慮溫度對(duì)電阻的影響），你認(rèn)為電流表的讀數(shù)將會(huì)是（填“大于”、“小于”）0.1A，滑片應(yīng)該向（選填“左”、“右”）移動(dòng)．此時(shí)手和眼睛的分工是：手調(diào)節(jié)；眼睛觀察 ．
（3）實(shí)驗(yàn)中電流表出現(xiàn)故障，小明查看說(shuō)明書(shū)發(fā)現(xiàn)電流表結(jié)構(gòu)示意圖如圖丙所示，其中ad是閉合電路中的部分電路，電流表A的滿偏電流（通過(guò)電流表的最大電流）是0.1A，定值電阻R3=50Ω． 說(shuō)明書(shū)還介紹：
①若通過(guò)a點(diǎn)電流是0.6A，將單刀雙擲開(kāi)關(guān)S接到b，電流表A滿偏．
②若通過(guò)a點(diǎn)電流是3.0A，將單刀雙擲開(kāi)關(guān)S接到c，電流表A滿偏．
可求出電阻R1=Ω，電阻R2=Ω．
若電阻R1和R2中有一個(gè)損壞導(dǎo)致斷路，在通過(guò)a點(diǎn)的電流不超過(guò)0.1A的情況下，要找出損壞的電阻，應(yīng)使單刀雙擲開(kāi)關(guān)S連接到（選填“b”或“c”）通過(guò)觀察電流表的示數(shù)進(jìn)行判斷．

Answer 1

【答案】
（1）解：如下圖所示：

（2）在電阻一定時(shí)，導(dǎo)體中的電流和它兩端的電壓關(guān)系；大于；右；滑動(dòng)變阻器；電壓表的示數(shù)為1V
（3）2；8；c
【解析】解：（1）將滑動(dòng)變阻器串聯(lián)在電路中，滑片位于最右端B時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻值最大，則滑動(dòng)變阻器的下面應(yīng)接左邊的接線柱；根據(jù)題意電壓表測(cè)量范圍超過(guò)3V，應(yīng)選擇0﹣15V量程， （2）①在步驟1中，保持定值電阻R的阻值不變，使R兩端的電壓成倍數(shù)變化，如2V、4V、6V，所以探究的是導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體兩端的電壓的關(guān)系． ②由步驟2中的數(shù)據(jù)可知，在滑動(dòng)變阻器的電阻值Rp不變的情況下，電路中由于將5Ω的定值電阻R1換成10Ω的定值電阻R2 ， 使整個(gè)電路的電阻值R總增大．利用公式I= 可知，電路中的總電流I減小．此時(shí)滑動(dòng)變阻器兩端的電壓Up=IRp，由于Rp不變，I減小，導(dǎo)致了Up的減小，而定值電阻兩點(diǎn)之間的電壓等于總電壓減去滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，由于滑動(dòng)變阻器兩端的電壓減小導(dǎo)致了定值電阻兩點(diǎn)之間的電壓增大，原來(lái)定值電阻R1兩端的電壓為1V，現(xiàn)在定值電阻R2兩端的電壓要大于1V，所以定值電阻R2中的電流大于0.1A；
要使定值電阻R2兩點(diǎn)之間的電壓U2等于1V．根據(jù)公式U2=IR2可知，R2為10Ω不變，只能減小電路中的電流I，所以要使電路中的電阻增大，即滑片P向右端移動(dòng)增大電阻．當(dāng)導(dǎo)體兩端的電壓為1V時(shí)，停止移動(dòng)滑片，所以此時(shí)要眼睛看著電壓表，用手來(lái)移動(dòng)滑片．（3）①讀圖可知，將單刀雙擲開(kāi)關(guān)S接到b，則電阻R1、R2串聯(lián)后與R3并聯(lián)，
此時(shí)，電流表A滿偏，則由歐姆定律可得：
電路兩端的電壓為：U=IAR3=0.1A×50Ω=5V，
若通過(guò)a點(diǎn)電流是0.6A，根據(jù)并聯(lián)電路的電流規(guī)律可知，
另一支路中的電流：I′=0.6A﹣0.1A=0.5A，
由R1、R2串聯(lián)后的總電阻：R總= = =10Ω；②將單刀雙擲開(kāi)關(guān)S接到c，則電阻R2、R3串聯(lián)后與與R1并聯(lián)，
電流表A滿偏，則R1支路中的電流：I″=3.0A﹣0.1A=2.9A，
由歐姆定律得：U=I″R1…①
U=IA（R3+R2）…②
又因?yàn)镽1+R2=10Ω…③
聯(lián)立①②③，代入數(shù)據(jù)解得，
R1=2Ω；R2=8Ω；（2）將單刀雙擲開(kāi)關(guān)S接到b，無(wú)論電阻R1和R2中哪一個(gè)電阻斷路，都會(huì)造成支路不通，同時(shí)也不會(huì)影響電流表A的示數(shù)，故不能做出判斷；
將單刀雙擲開(kāi)關(guān)S接到c，如果是R2斷路，則電流表A無(wú)示數(shù)；如果是電流表A有示數(shù)，則電阻R1斷路，因此要找出損壞的電阻，應(yīng)使單刀雙擲開(kāi)關(guān)S連接到c．
所以答案是：（1）見(jiàn)上圖；（2）①在電阻一定時(shí)，導(dǎo)體中的電流和它兩端的電壓關(guān)系；②大于；右；滑動(dòng)變阻器；電壓表的示數(shù)為1V；（3）2；8；c．