Question

13．科學(xué)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)格不同的店址電阻、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B
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．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．請(qǐng)你利用表中數(shù)據(jù)在圖c中作出I-U圖象，并回答造成這種不同的原因：定值電阻的阻值不同．

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	1	2	3	4	5
電壓表 示數(shù)/V	1.0	1.5	2.0	2.5	3.0
電流表 示數(shù)/A	0.12	0.19	0.25	0.28	0.38

Answer 1

分析 （1）實(shí)驗(yàn)電路應(yīng)該連成一個(gè)串聯(lián)電路，電壓表測R兩端電壓，滑動(dòng)變阻器一上一下接，根據(jù)滑動(dòng)變阻器的滑片P向A端移動(dòng)，電壓表示數(shù)變大確定接線柱的接法；
（2）電流表有示數(shù)，說明整個(gè)電路是通路，電壓表無示數(shù)，說明電壓表被短路；
（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．

解答 解：（1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)電路圖應(yīng)將定值電阻與變阻器串聯(lián)，電壓表測定值電阻兩端電壓，滑片P向A端移動(dòng)，電壓表示數(shù)變大，根據(jù)U=IR，說明通過R電流應(yīng)變大，故變阻器阻值變小，應(yīng)將A接線柱接入電路中，如下圖1所示：

（2）根據(jù)電路圖電壓表測量燈泡兩端電壓，電流表測量電路電流；
A、如果是電壓表的量程選大了，電壓表指針擺較小，不會(huì)為0，不符合題意；
B、如果電阻R₀發(fā)生了短路，電流表有示數(shù)，電壓表示數(shù)為零，符合題意；
C、如果是滑動(dòng)變阻器斷路，即電路為斷路，電流表、電壓表都無示數(shù)，不符合題意；
D、如果滑動(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)，不符合題意．答案選B；
（3）由表格數(shù)據(jù)描點(diǎn)連線作出I-U圖象，如下圖2所示：

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，探究電流與電壓的關(guān)系時(shí)應(yīng)控制電阻的阻值不變，采用不同的定值電阻進(jìn)行探究時(shí)，相同電壓下的電流不同，做出的I-U圖象不同；
故答案為：（1）見上圖1所示：
（2）B；
（3）見上圖2所示；定值電阻的阻值不同．

點(diǎn)評(píng) 本題探究通過導(dǎo)體的電流與電壓的關(guān)系，考查電路的連接、故障的分析、根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作圖的能力及對(duì)圖象的分原能力，體出了數(shù)學(xué)知識(shí)在物理中的應(yīng)用．