Question

【題目】在探究“電阻一定時，電流與電壓的關(guān)系”時，實驗中可供使用的器材有：
A．電流表（量程0﹣0.6A） B．電壓表（量程0﹣3V，0﹣15V）
C．定值電阻（阻值為5Ω） D．定值電阻（阻值為10Ω）
E．滑動變阻器（10Ω 2A） F．滑動變阻器（100Ω 1A）
G．干電池兩節(jié)（一節(jié)干電池的電壓為1.5V）
H．開關(guān)S一個，導(dǎo)線若干
現(xiàn)利用以上部分器材，探究“電阻一定時，電流與電壓的關(guān)系”，要求實驗過程中電表的最大示數(shù)能超過電表量程的一半，同時又考慮操作方便．則：

（1）用來探究的定值電阻R應(yīng)選 ， 滑動變阻器應(yīng)選 ．
（2）如圖甲是小明沒有連接完的實物電路，請你用畫筆畫線代替導(dǎo)線將實物圖補(bǔ)充完整（要求滑動變阻器滑片向右移動時電阻變大）；
（3）連接好電路，閉合開關(guān)后小明發(fā)現(xiàn)，電流表示數(shù)為0，電壓表有示數(shù)，移動滑片P，電壓表示數(shù)幾乎不變，則電路出現(xiàn)的故障可能是 ．
拓展：在探究“導(dǎo)體電流和電阻關(guān)系”時，小剛發(fā)現(xiàn)電流表損壞．聰明的小剛借助一個已知電阻和一個單刀雙擲開關(guān)就解決了這個問題，設(shè)計電路如圖乙所示，請你將小剛的實驗過程補(bǔ)充完整．閉合開關(guān)S后：
①將單刀雙擲開關(guān)撥到1處，將滑片滑到某一位置，讀出電壓表的示數(shù)為；
②；則通過電阻R的電流I= ． 更換電阻R后，應(yīng)將單刀雙擲開關(guān)撥到1處，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片使電壓表的示數(shù)為 ， 再重復(fù)上述操作．

Answer 1

【答案】
（1）阻值為5Ω；10Ω 2A
（2）

解：由前面的計算可知，電表均選用小量程，電流表串聯(lián)在電路中，電壓表并聯(lián)在電阻兩端，變阻器按“一上一下”原則接入電路中，如下圖所示：

（3）定值電阻斷路；U1；將單刀雙擲開關(guān)撥到2處，保持滑片位置不動，讀出電壓表示數(shù)為U2；；U1
【解析】解：（1）兩節(jié)干電池串聯(lián)，電源電壓為3V，因為要求實驗過程中電表的最大示數(shù)能超過電表量程的一半；若選擇D，當(dāng)滑動變阻器的阻值為零時，電路中的電流I= =0.3A，剛好是電流表量程（0﹣0.6A）的一半，若變阻器接入的阻值不為零，則電路中的電流會小于0.3A，不可以選擇；
若選擇C，當(dāng)滑動變阻器的阻值為零時，電路中的電流I′= =0.6A，所以電流表選擇0～0.6A的量程，故定值電阻選擇5Ω電阻；
由以上計算可知，選擇最大阻值為10Ω的滑動變阻器便可達(dá)到要求，而最大阻值為100Ω太大，不便操作；（3）電流表示數(shù)為0，說明電路可能斷路；移動滑片P，電壓表有示數(shù)且不變，說明電壓表與電源連通，則與電壓表并聯(lián)的支路以外的電路是完好的，則電路出現(xiàn)的故障可能是：定值電阻斷路；
拓展：在沒有電流表的情況下，設(shè)計如圖乙的電路圖；
①將單刀雙擲開關(guān)撥到1處，將滑片滑到某一位置，讀出電壓表的示數(shù)為U1；
②將單刀雙擲開關(guān)撥到2處，保持滑片位置不動，此時電壓表測量的是R和R0兩端的總電壓，讀出電壓表示數(shù)為U2；
因電路的連接關(guān)系沒有改變，各電阻的阻值大小不變，各電阻的電壓不變，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，R0兩端的電壓為U2﹣U1 ，
由歐姆定律可知，通過R0的電流（即串聯(lián)電路中的電流）：I= ；
更換電阻R后，應(yīng)將單刀雙擲開關(guān)撥到1處，并保持R兩端的電壓不變，即應(yīng)該移動滑動變阻器的滑片使電壓表的示數(shù)仍然為U1 ， 再重復(fù)上述的操作．
【考點精析】解答此題的關(guān)鍵在于理解歐姆定律及其應(yīng)用的相關(guān)知識，掌握歐姆定律的應(yīng)用： ① 同一個電阻，阻值不變，與電流和電壓無關(guān) 但加在這個電阻兩端的電壓增大時，通過的電流也增大．（R=U/I） ② 當(dāng)電壓不變時，電阻越大，則通過的電流就越�。�（I=U/R） ③ 當(dāng)電流一定時，電阻越大，則電阻兩端的電壓就越大．（U=IR）．