Question

【題目】在學(xué)習(xí)了電阻的相關(guān)知識后，小明想要探究導(dǎo)體中電流與電阻的關(guān)系，他找來阻值分別為5Ω、10Ω、20Ω和25Ω的定值電阻各一個，并設(shè)計了如圖所示的電路進(jìn)行實驗，電源電壓恒為6V．

（1）首先小明選擇的是5Ω的電阻連入電路，在連接電路時，開關(guān)應(yīng)處于________狀態(tài)；

（2）連好電路后還應(yīng)檢查電路連接是否正確，圖中小明連接的電路存在一處錯誤，請將錯誤的連線打“X”，并將正確連線改在圖中：____________________________

（3）在將電路改接正確后，小明便開始進(jìn)行實驗，在閉合開關(guān)前，應(yīng)將滑動變阻器的滑片移到________端（選填“A或B”）．閉合開關(guān)后，移動滑片使電壓表的示數(shù)為2V時，小明記錄下此時電流表的示數(shù)，然后斷開開關(guān)，用10Ω的電阻替換5Ω的，在閉合開關(guān)．如果不移動滑片，則電壓表示數(shù)會________ 2V（選填“大于”、“等于”或“小于”），接下來小明應(yīng)向________端（選填“A”或“B”）移動滑片，使電壓表示數(shù)認(rèn)為2V，然后記錄此時電流表示數(shù)．

（4）小明按照上述方法，更換不同阻值電阻分別進(jìn)行了實驗并記錄下相應(yīng)數(shù)據(jù)如表

分析表中的數(shù)據(jù)你所得到的結(jié)論是：________．

（5）實驗室有以下規(guī)格的滑動變阻器，要完成以上實驗，小明所選用的滑動變阻器應(yīng)是_______

A. 20Ω 0.3A B. 20Ω 0.5A C. 50Ω 0.3A D. 50Ω 0.5A

（6）小花認(rèn)為要得到科學(xué)的結(jié)論，還應(yīng)多次進(jìn)行實驗，除定值電阻外，實驗室并沒有額外的器材，在保證不損壞實驗器材的情況下，以下方案可行的是哪一個_______

A. 將電壓表的示數(shù)保持在2.4V不變，依次接入以上4個電阻，再次記錄不同電阻對應(yīng)的電流．

B. 將電壓表的示數(shù)保持在1.5V不變，依次接入以上4個電阻，再次記錄不同電阻對應(yīng)的電流．

C. 將電壓表的示數(shù)保持在2V不變，依次接更換阻值為30Ω、40Ω、50Ω的定值電阻，在多測幾組數(shù)據(jù)．

Answer 1

【答案】斷開 A 大于 A 當(dāng)電壓一定時,通過導(dǎo)體中的電流與電阻成反比; D A

【解析】

(1)為了保護(hù)電路,在連接電路時,開關(guān)應(yīng)處于斷開狀態(tài);

(2)根據(jù)電壓表并聯(lián)在定值電阻的兩端,確定錯誤之處;

(3)為保護(hù)電路,在閉合開關(guān)前,應(yīng)將滑動變阻器的滑片移到阻值最大處;端滑動變阻器和燈泡串聯(lián)在電路中,串聯(lián)電路有分壓作用,且分擔(dān)電壓和其電阻成正比;

(4)分析表格數(shù)據(jù)得出結(jié)論;

(5)由串聯(lián)電路特點及歐姆定律可以求出定值電阻最大時滑動變阻器接入電路的阻值,然后選擇滑動變阻器.

(6)因為定值電阻及變阻器的最大阻值,確定定值電阻兩端的電壓值.

(1)為了保護(hù)電路,在連接電路時,開關(guān)應(yīng)斷開;
(2)電壓表并聯(lián)在了定值電阻和滑動變阻器的兩端,應(yīng)該將電壓表并聯(lián)在定值電阻的兩端,所以正確的接法如下圖:

(3)為保護(hù)電路,在閉合開關(guān)前,應(yīng)將滑動變阻器的滑片移到阻值最大處的A端,滑動變阻器的滑片位置不變,當(dāng)用10Ω的定值電阻代替5Ω的定值電阻時,電路中的總電阻變大,據(jù)可以知道,電路中的電流變小,滑動變阻器兩端的電壓變小,據(jù)串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和,故定值電阻兩端的電壓變大,即電壓表的示數(shù)大于2V,為使定值電阻兩端的電壓保持2V不變,應(yīng)增大滑動變阻器分得的電壓增多,應(yīng)增大滑動變阻器接入電路中的電阻,將滑片向A移動.
(4)由表格中數(shù)據(jù)可以知道,每一組數(shù)據(jù)都滿足IR=U=2V電流和電阻的關(guān)系為:當(dāng)電壓一定時,通過導(dǎo)體中的電流與電阻成反比;
(5)當(dāng)定值電阻的電阻為25Ω時,電壓表的示數(shù)為2V,此時電路的電流為:,此時滑動變阻器兩端的電壓為6V-2V=4V,故滑動變阻器的電阻為:,電流的最大電流為:,故滑動變阻器的規(guī)格為:“50Ω,0.5A”，故D選項符合題意；
(6)AB、接入以上4個定值電阻中，當(dāng)選用阻值為25Ω的定值電阻時，設(shè)定值電阻兩端電壓為U定，則此時滑動變阻器兩端電壓為U-U定；電壓關(guān)系上應(yīng)滿足,因為U=6V,所以，又因為滑動變阻器最大阻值為50Ω，所以U定≥2V；故為了完成實驗，在不更換其他設(shè)備的前提下，定值電阻兩端的電壓至少為2V才能完成該實驗，故A符合要求,B不符合要求;C、當(dāng)定值電阻為50Ω時,滑動變阻器最大阻值為50Ω,此時電阻相同,分壓相同,因為電源電壓為6V,故每一個電阻分得的電壓為3V,與此時電壓表的示數(shù)為2V矛盾,所以不符合要求,故C錯誤.