Question

3．小明利用如圖所示的電路探究電流跟電阻的關(guān)系．已知電源電壓為6V且保持不變，實(shí)驗(yàn)用到的電阻阻值分別為5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω．

（1）請(qǐng)根據(jù)圖甲將圖乙所示的實(shí)物電路連接完整（導(dǎo)線不允許交叉）；
（2）連好電路閉合開(kāi)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R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）上述實(shí)驗(yàn)中，小明用5Ω的電阻做完實(shí)驗(yàn)后，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，然后將10Ω的電阻接入電路，閉合開(kāi)關(guān)，將滑片滑至最左端，閉合開(kāi)關(guān)，移動(dòng)滑片，使電壓表示數(shù)為2.5V時(shí)，讀出電流表的示數(shù)；
（4）此實(shí)驗(yàn)為完成整個(gè)過(guò)程，應(yīng)該選取最大阻值不小于35Ω的滑動(dòng)變阻器．

Answer 1

分析 （1）電壓表并聯(lián)在定值電阻兩端，要注意正負(fù)接線柱的連接，滑動(dòng)變阻器按一上一下的原則串聯(lián)在電路中；
（2）根據(jù)電流表有無(wú)示數(shù)判斷電路中是否出現(xiàn)了斷路，根據(jù)電壓表有無(wú)示數(shù)判斷哪兒發(fā)生了短路；
（3）將5Ω的電阻更換為10Ω的電阻接入電路后，應(yīng)增大滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻，使電壓表的示數(shù)達(dá)到原來(lái)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)變阻器的最大阻值．

解答 解：（1）電壓表的負(fù)接線柱與定值電阻的右接線柱相連，滑動(dòng)變阻器的任意上方接線柱與定值電阻的右接線柱相連，如下圖所示：

（2）連好電路閉合開(kāi)關(guān)，發(fā)現(xiàn)電流表示數(shù)較大，說(shuō)明電路中某處發(fā)生了短路，又因?yàn)殡妷罕頍o(wú)示數(shù)，說(shuō)明與電壓表并聯(lián)的電阻R發(fā)生了短路，故選B；
（3）由圖丙知，當(dāng)R=5Ω時(shí)，電流為0.5A，所以電阻兩端的電壓U=IR=0.5A×5Ω=2.5V，在整個(gè)過(guò)程中，R兩端的電壓保持2.5V不變；
將5Ω的電阻更換為10Ω的電阻接入電路后，應(yīng)增大滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻，減小電路中的電流，使電壓的示數(shù)達(dá)到2.5V；
（4）根據(jù)串聯(lián)分壓的知識(shí)，當(dāng)電阻R=25Ω時(shí)，滑動(dòng)變阻器的阻值最大，由圖象知，此時(shí)電路中的電流為0.1A；
此時(shí)電路中的總電阻為R_總=$\frac{{U}_{總}(cāng)}{I}$=$\frac{6V}{0.1A}$═60Ω；
所以R_滑=R_總-R=60Ω-25Ω=35Ω．
故答案為：（1）如上圖； （2）B； （3）2.5； （4）35．

點(diǎn)評(píng) 此題是探究電流跟電阻的關(guān)系實(shí)驗(yàn)，需使電阻兩端的電壓不變，考查了對(duì)圖象的分析，同時(shí)涉及到了串聯(lián)電路電流、電壓的關(guān)系，及歐姆定律的變形應(yīng)用．