Question

【題目】小華在探究導(dǎo)體中電流跟電阻的關(guān)系時，實(shí)驗室為其提供的器材有：學(xué)生電源(電壓6V)、電流表、電壓表、定值電阻(5Ω、10Ω、 20Ω、25Ω各一只)、電阻箱、滑動變阻器M (20Ω 2A)、滑動變阻器N (30Ω 1A)、開關(guān)、導(dǎo)線若干。

(1)如圖甲，小華按要求連接好電路。

(2)在某次實(shí)驗中，閉合開關(guān)，小華發(fā)現(xiàn)電流表示數(shù)為零，電壓表示數(shù)約1V，她移動滑動變阻器滑片時，電流表指針不動，電壓表指針的偏轉(zhuǎn)發(fā)生改變，則電路中出現(xiàn)的故障可能是_____。

(3)小華預(yù)設(shè)定值電阻兩端的電壓為2.8V不變，在某次操作中，她斷開開關(guān)S，用10Ω的電阻替換5Ω的電阻，然后馬上閉合開關(guān)S，但老師指出此操作不規(guī)范，你認(rèn)為操作不規(guī)范的原因是：______，為了保證電路元件安全、電壓表的示數(shù)不變，應(yīng)先斷開開關(guān)S，將滑片P從原位置移到阻值最________(大、小)處，再閉合開關(guān)將滑片P從向_________端(A、B)移動。

(4)排除故障后，更換不同阻值的定值電阻進(jìn)行了多次實(shí)驗，記錄實(shí)驗數(shù)據(jù)如下表：

請你幫助小華在I-R圖像中完成描點(diǎn)并畫好圖像___________，分析表中數(shù)據(jù)和圖像可得到的結(jié)論是：_____。

(5)實(shí)驗中選擇的滑動變阻器是______。( M、N)

(6)小華還設(shè)計了一個巧測某電阻Rx阻值的實(shí)驗電路，如圖乙，圖中R為電阻箱，要求僅利用電阻箱讀數(shù)來表達(dá)Rx的阻值。請在下面方案的空白處填上適當(dāng)內(nèi)容。

①將開關(guān)接a，調(diào)節(jié)電阻箱和滑動變阻器滑片P至適當(dāng)位置，使電流表示數(shù)為I，記下___；

②將開關(guān)接b，保持____位置不變，調(diào)節(jié)電阻箱，使電流表的示數(shù)______，記下___；

③則Rx=______。(用所測物理量符號表示)

Answer 1

【答案】R斷路 替換電阻后，沒有調(diào)節(jié)滑動變阻器 大 B 電壓一定時，電流與電阻成反比 N 電阻箱阻值R1 滑片 為I 電阻箱阻值R2

【解析】

(2)[1]電流表指針不動說明串聯(lián)電路中出現(xiàn)斷路，電壓表并在R兩端且有示數(shù)，所以電路中故障可能是R斷路；

(3)[2][3][4]用10替換5的電阻后，為了保護(hù)電路，應(yīng)將滑動變阻器滑到最阻值處（A處）后再閉合開關(guān)，然后調(diào)節(jié)滑片P向B端移動；

(4)[5]由描點(diǎn)法畫出圖像，如圖所示：

[6]分析數(shù)據(jù)和圖像可知：電壓一定時，電流與電阻成反比；

(5)[7]實(shí)驗中保持電壓表示數(shù)為2.8V，那么當(dāng)電阻為25時，滑動變阻器需較大電阻，由串聯(lián)分壓公式可知：

。

所以變動變阻器選用的是N(30 1A)；

(6)[8]將開關(guān)接a，調(diào)節(jié)電阻箱和滑動變阻器，使電流表示數(shù)為I，并記下電阻器的阻值R1；

[9][10][11]將開關(guān)接b，保持滑動變阻器滑片P位置不變，調(diào)節(jié)電阻箱使電流表的示數(shù)仍為I，記下電阻箱的阻值R2；

[12]此題運(yùn)用等效替代法，即開關(guān)接到b時，電阻箱的阻值等效于開關(guān)接到a時電阻箱與的電阻和，即：

。