Question

【題目】小明在“探究電流與電阻關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，準(zhǔn)備了如下實(shí)驗(yàn)器材：干電池，標(biāo)有“15Ω 1A”字樣的滑動(dòng)變阻器，阻值分別為5Ω、10Ω、20Ω的定值電阻。

（1）小明連接了下面的電路，其中有一條導(dǎo)線連接有誤，請(qǐng)將連接錯(cuò)誤的導(dǎo)線打“×”并畫(huà)出正確連線。

（___）

（2）排除故障后，小明將5Ω定值電阻連入電路，將滑動(dòng)變阻器的滑片移動(dòng)到_____（選填a”或“b”）端，再閉合開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，使電壓表的示數(shù)為某一定值，此時(shí)電流表的示數(shù)如圖乙，示數(shù)為_____A。

（3）接下來(lái)斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，取下5Ω的定值電阻，分別把它換成10Ω、20Ω的定值電阻，閉合開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，控制_____（選填“電流表”或“電壓表”）示數(shù)不變，分別讀取相應(yīng)的電流表示數(shù)，記錄在表中：

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	1	2	3
電阻R/Ω	5	10	20
電流I/A		0.2	0.1

（4）由數(shù)據(jù)可知：當(dāng)導(dǎo)體兩端的電壓一定時(shí)，通過(guò)導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成_____。

（5）小明想用一塊電流表和一個(gè)定值電阻R0測(cè)未知電阻Rx的阻值，于是他和同組同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖丙所示的電路圖，并進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)操作：

①閉合S、S1，此時(shí)電流表的示數(shù)為I；

②閉合S、斷開(kāi)S1，此時(shí)電流表的示數(shù)為I1；

③求未知電阻Rx的表達(dá)式為：Rx＝_____。（用R0、I、I1表示）

Answer 1

【答案】（1） （2）b； 0.4； （3）電壓表； （4）反比； （5）③

【解析】

（1）電壓表與定值電阻并聯(lián)且正進(jìn)負(fù)出；

（2）為保護(hù)電路，變阻器連入電路中電阻最大；根據(jù)電流表小量程計(jì)讀數(shù)；

（3）研究電流與電阻的關(guān)系時(shí)，要控制電壓表示數(shù)不變，由歐姆定律的變形公式，求出電壓表示數(shù)；

連接電路過(guò)程中，應(yīng)該斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，并且將滑動(dòng)變阻器阻值調(diào)到最大；

（4）由表中數(shù)據(jù)得出結(jié)論；

（5）在沒(méi)有電壓表時(shí)，使定值電阻與待測(cè)電阻并聯(lián)，根據(jù)電流表和定值電阻的示數(shù)計(jì)算出電壓，然后根據(jù)公式 計(jì)算出其電阻。

(1)如圖的電路中，電壓表與滑動(dòng)變阻器并聯(lián)了，是錯(cuò)誤的， 將電壓表與定值電阻并聯(lián)，即電壓表的中間接線柱應(yīng)連接到定值電阻的左端，如圖：

(2)排除故障后,小明將5Ω定值電阻連入電路,根據(jù)保戶電路的原則，應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片移動(dòng)到b端，即阻值最大端,再閉合開(kāi)關(guān)；

調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片,使電壓表的示數(shù)為某一定值,此時(shí)電流表的示數(shù)如圖乙，由電路圖知電流表使用小量程，分度值為0.02A,指針在第二大格處，所以示數(shù)為0.4A。

(3)接下來(lái)斷開(kāi)開(kāi)關(guān),取下5Ω的定值電阻,分別把它換成10Ω、20Ω的定值電阻，閉合開(kāi)關(guān)；

因?yàn)檠芯侩娏髋c電阻的關(guān)系時(shí)，應(yīng)控制電阻兩端的電壓不變，所以調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,控制電壓表的示數(shù)不變。

(4)由數(shù)據(jù)可知，每一次的電流與電阻的乘積都相等，即；

所以可得結(jié)論：當(dāng)導(dǎo)體兩端的電壓一定時(shí),通過(guò)導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比。

(5)①閉合S、S1，此時(shí)電流表的示數(shù)為I，由圖知，此電流為干路電流，即干路電流為I；

②閉合S、斷開(kāi)S1,此時(shí)電流表的示數(shù)為I1，即未知電阻的電流為I1；

根據(jù)并聯(lián)電路的干路電流等于各支路電流之和知，R0的電流為：；

則電源電壓為：；

③根據(jù)得未知電阻的表達(dá)式為：