Question

【題目】在探究“電流跟電壓、電阻關系”的實驗中：

（1）小明設計了圖甲所示的電路圖，請你用筆畫線代替導線幫助他將圖乙實物電路連接完整，要求滑片在右端滑動變阻器的阻值最大_________。

（2）小明進行了以下實驗操作：

步驟1：保持定值電阻R的阻值不變，閉合開關S后，使R兩端的電壓成倍數變化，如圖V、4V、6V，分別讀出并記錄對應于不同電壓下的電流表示數，比較每次電流表的示數是否成整數倍的變化。

步驟2：保持每次定值電阻兩端電壓保持不變，換用不同的定值電阻，使電阻成整數倍的變化，如圖Ω、10Ω、15Ω，分別讀出并記錄對應于不同阻值的電流表的示數，比較每次的電阻值與電流值的乘積是否相等。

分析：

①小明設計“步驟1”的目的是為了探究__________________②小明做“步驟2”時，選一個“5Ω”的電阻，測得電流表示數為0.2A，當換“10Ω”來做時，發現電流表的示數不是0.1A，（不考慮溫度對電阻的影響），你認為電流表的讀數將會是____（填“大于”、“小于”）0.1A，滑片應該向______（選填“左”、“右”）移動。此時手和眼睛的分工是：手調節____________；眼睛觀察__________________。

（3）實驗中電流表出現故障，小明查看說明書發現電流表結構示意圖如下圖所示，其中ad是閉合電路中的部分電路，電流表A的滿偏電流（通過電流表的最大電流）是0.1A，定值電阻R3=50Ω。

說明書還介紹：

①若通過a點電流是0.6A，將單刀雙擲開關S接到b，電流表A滿偏。

②若通過a點電流是3.0A，將單刀雙擲開關S接到c，電流表A滿偏。

可求出電阻R1=______Ω，電阻R2=________Ω。

若電阻R1和R2中有一個損壞導致斷路，在通過a點的電流不超過0.1 A的情況下，要找出損壞的電阻，應使單刀雙擲開關S連接到______（選填“b”或“c”）通過觀察電流表的示數進行判斷。

Answer 1

【答案】 見解析 在電阻一定時，導體中的電流和它兩端的電壓關系 大于 右 滑動變阻器滑片 電壓表的示數為1V 2 8 c

【解析】（1）將滑動變阻器串聯在電路中，滑片位于最右端B時，滑動變阻器接入電路的電阻值最大，則滑動變阻器的下面應接左邊的接線柱；根據題意電壓表測量范圍超過3 V，應選擇0-15 V量程，如圖所示：

（2）①在步驟1中，保持定值電阻R的阻值不變，使R兩端的電壓成倍數變化，如2V、4V、6V，所以時探究在電阻一定時，導體中的電流和它兩端的電壓關系．
②在滑動變阻器阻值不變時，換成10 Ω的定值電阻R2接入，則電路的總電阻增大．利用歐姆定律可知，總電流減小．此時滑動變阻器兩端的電壓減小，根據串聯電路電壓規律可知，定值電阻的電壓增大，原來定值電阻R1兩端的電壓為1 V，現在定值電阻R2兩端的電壓要大于1 V，所以定值電阻R2中的電流大于0.1 A.

此時要減小R2兩端的電壓，則滑片P向右端移動增大分壓．當導體兩端的電壓變為1 V時，停止移動滑片，所以此時要眼睛看著電壓表，用手來移動滑片．
（3）①讀圖可知，將單刀雙擲開關S接到b，則電阻R1、R2串聯后與R3并聯，
此時，電流表A滿偏，則由歐姆定律可得：
電路兩端的電壓為： ，
若通過a點電流是0.6 A，根據并聯電路的電流規律可知，
另一支路中的電流： ，
由R1、R2串聯后的總電阻：

.

②將單刀雙擲開關S接到c，則電阻R2、R3串聯后與與R1并聯，
電流表A滿偏，則R1支路中的電流： ，
由歐姆定律得： …①
…②
又因為： …③
聯立①②③，代入數據解得，
R1=2 Ω，R2=8 Ω；
（2）將單刀雙擲開關S接到b，無論電阻R1和R2中哪一個電阻斷路，都會造成支路不通，同時也不會影響電流表A的示數，故不能做出判斷；
將單刀雙擲開關S接到c，如果是R2斷路，則電流表A無示數；如果是電流表A有示數，則電阻R1斷路，因此要找出損壞的電阻，應使單刀雙擲開關S連接到c．