Question

【題目】小明想探究“電阻一定時，電流與電壓的關系”，于是找來一些實驗器材：電流表一個、電壓表一個、定值電阻（R1=5Ω、R2=10Ω、R3=15Ω各一個）、兩個滑動變阻器分別是“10Ω2A”和“100Ω1A”、開關一個、導線若干、電源電壓為3V保持不變。

(1)請你根據甲電路圖，用筆畫線代替導線將乙實物圖補充完整（若未打印答題卡，可結合圖中字母用文字表述作答）；

（________）

(2)實驗中滑動變阻器的作用是________________________________；

(3)連接好電路，閉合開關后小明發現，電流表示數為0，電壓表示數接近電源電壓，則電路出現的故障可能是___________；

(4)排除故障后，為了減小實驗誤差，在實驗過程中各電表的示數都能超過電表量程的一半，同時又考慮操作的方便，應選取的滑動變阻器為_____，定值電阻應選_______；

(5)小明選出需要的實驗器材，順利完成實驗得出結論；

（拓展）小明用R1=1Ω和R2=2Ω來替換R，找來一個單刀雙擲開關接人電路，去掉電流表，如圖丙所示，其他條件都不變。先閉合開關s，將單刀雙擲開關撥到1處，將滑片滑到某一位置，使電壓表的示數為1V，此時滑動變阻器接入電路的電阻是_____Ω。再將單刀雙擲開關撥到2處，移動滑片使電壓表的示數為1.5V，此時滑動變阻器消耗的功率是_____W。

Answer 1

【答案】或 保護電路，改變定值電阻兩端的電壓 定值電阻斷路 “10Ω 2A” 5 0 0.75

【解析】

本題考查探究“電阻一定時，電流與電壓的關系”實驗，根據實驗原理及歐姆定律分析求解。

(1)[1]滑動變阻器串聯接入電路，由圖甲可知滑動變阻器下端接A接線柱，所以導線連接AE兩點或連接AG兩點，連接導線入下圖所示

(2)[2]探究“電阻一定時，電流與電壓的關系”實驗中滑動變阻器的作用為：改變導體兩端電壓，探究電流與電壓關系。

(3)[3] 連接好電路，閉合開關后小明發現，電流表示數為0，說明電路某處斷路，電壓表示數接近電源電壓，說明與電壓表并聯的電路斷路，則電路出現的故障可能是定值電阻斷路。

(4)[4][5]電流表示數都能超過電表量程的一半，即電路中的電流超過0.3A，電源電壓為3V，所以電路中總電阻最大值為

所以定值電阻選“5Ω”的電阻。

電壓表示數都能超過電表量程的一半，即定值電阻兩端電壓超過1.5V，滑動變阻器的電阻小于定值電阻阻值5Ω。考慮到操作的方便，應選取的滑動變阻器為“10Ω 2A”的滑動變阻器。

[6]閉合開關S，將單刀雙擲開關撥到1處，將滑片滑到某一位置，使電壓表的示數為1V，此時電壓表測量R1兩端電壓，即R1兩端電壓為1V，通過R1的電流為

則

R2兩端電壓為

滑動變阻器兩端的電壓為

所以滑動變阻器接入電阻為0

[7]將單刀雙擲開關撥到2處，移動滑片使電壓表的示數為1.5V，此時電壓表測量R1 R2兩端電壓，即R1 R2兩端的電壓為1.5V，電路中的電流為

滑動變阻器兩端的電壓為

此時滑動變阻器消耗的功率是