Question

【題目】小明和小麗想探究導體中的電流跟電阻的關系，他們所選的電源電壓為 6V 且保持不變，實驗用到的電阻阻值分別為 5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω、30Ω，滑動變阻器規(guī)格為“60Ω 1A”．

（1）連接電路后，閉合開關，發(fā)現電流表、電壓表指針均超過量程．操作中存在的問題是________

（2）實驗中多次改變 R 的阻值，調節(jié)滑動變阻器的滑片，使電壓表示數保持不變，記下電流表的示數，得到如圖甲所示的電流 I 隨電阻 R 變化的圖象．①由圖象可以得出結論：電壓一定時，________

②上述實驗中，小明用 5Ω 的電阻做完實驗后，接下來的操作是________，將滑動變阻器調到最大阻值，然后將 10Ω 的電阻接入電路，閉合開關，移動滑片，使電壓表示數為________V 時，讀出電流表的示數．

（3）本實驗要保持電阻兩端電壓相同，他們在學習了歐姆定律之后，才知道本實驗中電壓表控制不變的電壓值應該在________V 至________V 范圍之內選擇．

（4）他們又用本次器材探究了電流與電壓的關系，做出圖象如圖乙，圖中陰影部分面積表示的物理量是________

Answer 1

【答案】閉合開關前沒有將滑片移到阻值最大處 電流與電阻成反比 斷開開關 3 2 5 電功率

【解析】

（1）若電流表、電壓表的指針均超過量程，是由于滑動變阻器的阻值過小造成的，然后根據滑動變阻器的規(guī)格判斷出原因可能是滑片未移至最大阻值處；
（2）①分析圖象的，得出電流和電阻的關系；②在拆接電路時，要先斷開開關，閉合開關前，要將滑動變阻器的滑片移至最大阻值處；
要探究電流和電阻的關系，需保持電阻兩端的電壓不變，根據圖象中的某一組數據便可求出電阻兩端的電壓；
（3）根據滑動變阻器的規(guī)格，電路中的最大電流為1A，滑動變阻器的最大阻值為60Ω，根據串聯(lián)電路的知識結合歐姆定律計算電阻兩端的電壓范圍；
（4）陰影部分為電流和電壓的乘積，根據P=UI可知應為定值電阻的功率。

（1）電流表、電壓表指針均超過量程，說明電路中的總電阻過小，滑動變阻器的最大阻值為60Ω，則原因可能是滑動變阻器的滑片沒有調至最大阻值處；

（2）①由圖象可知電壓一定，通過導體的電流跟導體電阻成反比；

②小明用5Ω的電阻做完實驗后，應先斷開開關，同時將滑動變阻器的滑片移至最大阻值處，再換接10Ω的電阻，然后閉合開關，使電壓表的示數保持U=IR=0.6A×5Ω=3V不變；

（3）由滑動變阻器的規(guī)格可知，滑動變阻器的最大阻值為60Ω，允許通過的最大電流為1A；根據串聯(lián)分壓的知識，當電阻的阻值為30Ω時，滑動變阻器的阻值最大，當滑動變阻器的阻值為60Ω時，便是電阻兩端的最小電壓，根據串分壓可知R：R滑=UR：U滑，則UR：U滑=30Ω：60Ω=1：2，此時電阻兩端的電壓為，電路中的最大電流為1A，當電阻為5Ω時，電路中的電流最大，則U大=IR=1A×5Ω=5V；所以本實驗中電壓表控制不變的電壓值應該在2V到5V之間；

（4）陰影部分面積為橫、縱坐標的乘積，即陰影部分的面積為：UI，因為P=UI，故陰影部分面積表示的物理量是電功率。