Question

【題目】在“探究電流與電壓的關系”的實驗中,電路圖如圖甲所示,電源電壓保持不變，滑動變阻器的規格是“20Ω 2A”(電路元件完好,接線柱接線牢固)。

(1)在探究通過導體的電流與導體兩端電壓關系時,應保持______不變，實驗開始后,調節滑動變阻器的目的是__________。

(2)小虎開始實驗后,發現電流表無示數,電壓表示數如圖乙所示,移動滑片,兩表指針保持不動。若電路中只有一處故障,則故障可能是___________；排除故障后,小虎得到了三組實驗數據,分析表格中的數據,可以得出結論______________________.

實驗次數	定值電阻/Ω	電壓/V	電流/A
1	5	3	0.6
2	5	6	1.2
3	5	9	1.8

(3)小虎將電路適當調整后,逐次將不同阻值的定值電阻分別接入a、b兩點間,并調節滑動變阻器。利用測得的數據繪制出如圖丙所示的圖象。實驗中,滑動變阻器消耗的最大功率為___W。

Answer 1

【答案】電阻 改變電阻兩端的電壓和通過電阻的電流 電阻R斷路 電阻不變時，電流與電壓成正比 4.2

【解析】

（1）根據控制變量法分析探究通過導體的電流與導體兩端電壓關系時，應保持哪個物理量不變，為得出普遍性的結論要多次測量；
（2）若電流表示數為0，說明電路可能斷路；電壓表有示數，說明電壓表與電源連通，則與電壓表并聯的支路以外的電路是完好的，則與電壓表并聯的支路斷路了；分析表格中的數據得出結論；
（3）電阻兩端的電壓不變，根據串聯電路電壓的規律知變阻器的電壓，由圖丙知電路中的最大電流，根據P=UI求出所滑動變阻器的最大功率。

（1）探究通過導體的電流與導體兩端電壓關系，需要保持電阻不變，實驗開始后，調節滑動變阻器的目的是：改變電阻的電壓和電流，進行多次測量；

（2）開始實驗后，發現電流表無示數，說明電路可能斷路，電壓表示數如圖乙所示，電壓表選用大量程，分度值為為0.5V，電壓為10V，移動滑片，兩表指針保持不動；若電路中只有一處故障，則故障可能是電阻R斷路；排除故障后，小虎得到了三組實驗數據，縱向分析表格中的數據，電壓為原來的幾倍，通過的電流為原來的幾倍，即可以得出結論：電阻不變時，電流與電壓成正比；

（3）由（2）可知，電壓表示數的示數是10V，電壓表的示數等于電源電壓，所以電源電壓為10V；由圖可知電阻兩端的控制電壓為：UR=I1R1=0.6A×5Ω=3V，根據串聯電路電壓的規律可知滑動變阻器兩端的電壓：U滑=U-UR=10V-3V=7V，由圖知電路中的電流最大為0.6A，所以滑動變阻器的最大功率為：P滑=U滑I大=7V×0.6A=4.2W。