Question

【題目】在探究“通過(guò)導(dǎo)體的電流與電阻的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，小芳同學(xué)連接的電路如圖所示，已知電源電壓恒為6.0V，滑動(dòng)變阻器R2規(guī)格為“60Ω -0.5A”，可供其選擇的定值電阻的阻值有5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、30Ω和40Ω。

（1）請(qǐng)將圖中的實(shí)物電路連接完整，要求:滑動(dòng)變阻器的滑片向右滑動(dòng)時(shí)電路中的電流變大，且導(dǎo)線不允許交叉；

（_________）

（2）正確連接電路后，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的阻值至最大并閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)兩電表示數(shù)均為零，則電路故障可能為_____．

A. R1短路　　　　B. R1斷路 C. R2短路 D. R2斷路

（3）故障排除重新連接正確后，先用5Ω的定值電阻進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，閉合開關(guān)后，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，此時(shí)電流表的示數(shù)如圖丙所示，則電路中的電流為____A；將5Ω的定值電阻換成了10Ω的定值電阻，閉合開關(guān)后應(yīng)向____（選填“左”或“右”）移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片；

（4）在該同學(xué)使用5Ω、10Ω、15Ω這三個(gè)定值電阻實(shí)驗(yàn)完成上述實(shí)驗(yàn)時(shí)，定值電阻消耗的最大功率為_____W，此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為________Ω；

（5）在以上實(shí)驗(yàn)不改變電表接線柱的基礎(chǔ)上，該同學(xué)想盡量多測(cè)幾組數(shù)據(jù)，但她不能選用的定值電阻有___________。

Answer 1

【答案】 D 0.4 左 0.8W 10 40

【解析】

（1）探究“通過(guò)導(dǎo)體的電流與電阻的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，滑動(dòng)變阻器要與定值電阻串聯(lián)，采取“一上一下”的連接方式，滑片向右滑時(shí)電路中的電流變大，說(shuō)明滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻變小，即右下方接線柱必須接入電路中；如下圖所示：

（2）A.R1短路,電壓表示數(shù)為0,根據(jù)歐姆定律,電路中電流I==0.1A，電流表有示數(shù)，不符合題意，故A錯(cuò)誤；

B. R1斷路，電流表無(wú)示數(shù)，但電壓表與電源連通，有示數(shù)，不符合題意，故B錯(cuò)誤；

C. R2短路，只有R1連入電路，電壓表示數(shù)為電源電壓，電流表測(cè)電路中的電流，不符合題意，故B錯(cuò)誤；

D. R2斷路，整個(gè)電路斷路，兩表均無(wú)法示數(shù)，故D正確；

（3）由圖2可知，電流表的兩程為0，此時(shí)的示數(shù)為0.4A。

電阻兩端的電壓為U=IR=0.4A×5Ω=2V，將5Ω的定值電阻換成10Ω定值電阻進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，由分壓原理，電壓表示數(shù)變大；因探究電流與電阻的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)保持電阻兩端的電壓為2V不變，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，應(yīng)增大變阻器分得的電壓，由分壓原理，應(yīng)增大變阻器連入電路中的電阻大小，所以應(yīng)向左移動(dòng)滑片直至電壓表示數(shù)為2V；

（4）由以上分析知，實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)保持定值電阻兩端的電壓為2V不變，連入5 定值電阻時(shí)，其消耗的點(diǎn)功率為P1=0.8W；連入10Ω 定值電阻時(shí)，其消耗的點(diǎn)功率為

P2=0.4W，連入15Ω 定值電阻時(shí)，其消耗的點(diǎn)功率為P3=0.27W；

比較三者的功率可得，定值電阻消耗的最大功率為0.8W。其滑動(dòng)變阻器連入電路的電阻為R滑=10。

（5）由以上分析知,實(shí)驗(yàn)中,應(yīng)保持定值電阻兩端的電壓為2V不變,變阻器的最大阻值為60Ω,電路中的最小電流應(yīng)為I===A；則允許接的最大電阻值為：R===30Ω，40Ω大于30Ω，所以不可以使用。