Question

【題目】小軍用如圖所示的電路探究“通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端電壓的關(guān)系”．

（1）小軍連接的電路有一處錯誤，請只改動一根導(dǎo)線，使電路連接正確（在應(yīng)改動的導(dǎo)線上打“×”，用筆畫線代替導(dǎo)線畫出正確的接法）__________

（2）小軍改正錯誤后，在開關(guān)閉合前，滑動變阻器的滑片應(yīng)放在最________ （選填“右”或“左”）端．開關(guān)閉合后，發(fā)現(xiàn)電壓表無示數(shù)，電流表有示數(shù)，電路可能的故障是________ ．

（3）圖乙時他解決故障后某次實驗的電流表和電壓表示數(shù)，則小軍選擇的定值電阻是_________Ω．若使電壓表的示數(shù)變大，小軍應(yīng)將滑動變阻器的滑片向________ （選填“左”或“右”）移動．

（4）小軍進行了多次實驗后，繪制了定值電阻的電流隨電壓變化的圖象（如圖丙所示）．正確的圖象是_________（選填“A”或“B”）．

（5）小軍看到實驗桌上有一個額定電壓為U的小燈泡，他想挑戰(zhàn)只用一只電流表測量該小燈泡的額定功率．小軍又找來一個已知阻值的定值電阻R0和兩個開關(guān)S1， S2， 設(shè)計了如圖所示的電路圖，請補全小軍的實驗步驟．

①只閉合開關(guān)S和________（選填“S1”或“S2”），調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，使電流表的示數(shù)為　________ 　；

②只閉合開關(guān)S和________ （選填“S1”或“S2”），保持滑動變阻器的滑片位置不變，讀出此時電流表的示數(shù)為I；

③則小燈泡的額定功率的表達式為：P額=________ 　（用字母表示）．

（6）小軍又想探究“通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體電阻的關(guān)系”．他利用如圖戍所示的電路圖，選擇三個阻值分別為5Ω、10Ω、20Ω的定值電阻．規(guī)格為“10Ω 1A”的滑動變阻器．若他想三次實驗中控制電壓表的示數(shù)為2V不變，則電源電壓的選取范圍是2V～________ V．

Answer 1

【答案】左電阻R短路（或電壓表斷路）10右AS2S13

【解析】

（1）圖中電壓表并聯(lián)在燈泡與滑動變阻器的兩端了，應(yīng)將電壓表并聯(lián)在燈泡的兩端，這樣才能完成探究實驗，改正后的實物圖如圖所示；

（2）圖中滑動變阻器滑片右邊的電阻絲連入電路，為保護電路元件的安全，應(yīng)將滑片移至最左端，使其接入電路的阻值最大；開關(guān)閉合后，電流表有示數(shù)，說明電路中沒有斷路故障；電壓表無示數(shù)，則可能是與電壓表并聯(lián)的電阻R短路；（3）由圖乙知，電流表的量程為0～0.6A，分度值為0.02A，示數(shù)為0.24A；電壓表的量程為0～3V，分度值為0.1V，示數(shù)為2.4V；所以定值電阻的阻值為：R＝＝10Ω；要使電壓表的示數(shù)變大，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的特點可知，應(yīng)減小滑動變阻器的電壓；由分壓原理可知，應(yīng)減小滑動變阻器接入電路的阻值，故應(yīng)將滑片向右滑動；（4）由于電阻R是定值電阻，所以，其電流與電壓成正比，故選A；（5）①首先只閉合S和S2，定值電阻與燈泡并聯(lián)后與變阻器串聯(lián)，此時電流表測量通過定值電阻R0的電流；當(dāng)燈泡正常發(fā)光時，由于并聯(lián)電路各支路兩端電壓相等，則定值電阻兩端電壓也為U；所以，此時通過定值電阻R0的電流為I0＝，即當(dāng)電流表示數(shù)為時，燈泡一定正常發(fā)光；②只閉合S和S1，電路仍然是定值電阻與燈泡并聯(lián)后與變阻器串聯(lián)，此時電流表測量干路電流；由于滑動變阻器的滑片位置不變，燈泡仍正常發(fā)光，通過定值電阻的電流不變；所以，燈泡的額定電流：I額＝II0＝I，則燈泡的額定功率：P額＝U額I額＝U×（I）＝UI；（6）定值電阻兩端的電壓始終為2V不變，當(dāng)用20Ω定值電阻做實驗時，滑動變阻器接入電路的阻值最大為10Ω時，此時滑動變阻器兩端的電壓最大，電源電壓即為最大值．根據(jù)分壓原理有：，所以滑動變阻器的電壓：U滑＝×UR＝×2V＝1V，則電源電壓的最大值為：U總大＝1V+2V＝3V．由上分析知，電源電壓的范圍是2V～3V之間．