Question

16．小明利用如圖甲所示的電路探究“電流跟電阻的關(guān)系”．已知電源電壓為6V且保持不變，實(shí)驗(yàn)用到的電阻阻值分別為5Ω、10Ω、20Ω．

（1）請(qǐng)根據(jù)圖甲將圖乙所示的實(shí)物電路連接完整（導(dǎo)線不允許交叉）；
（2）實(shí)驗(yàn)電路接好后，合上開(kāi)關(guān)時(shí)，部分同學(xué)發(fā)現(xiàn)電路出現(xiàn)故障，主要有下表所列的兩種情況，請(qǐng)根據(jù)現(xiàn)象和檢測(cè)結(jié)果指出故障的可能原因：

故障現(xiàn)象	檢測(cè)	故障原因
燈泡較暗、兩表的示數(shù)均較小	移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片，現(xiàn)象不變	①滑動(dòng)變阻器下面兩個(gè)接線柱接入電路中
燈泡不亮、電壓表示數(shù)較大、電流表無(wú)示數(shù)	取下燈泡，兩表的示數(shù)不變	②電阻斷路

（3）排除故障后，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)中多次改變R的阻值，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，使電壓表示數(shù)保持不變，記下電流表的示數(shù)，得到如圖丙所示的電流，隨電阻R變化的圖象；
①由圖象可以得出結(jié)論：電壓不變，導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體的電阻成反比；
②上述實(shí)驗(yàn)中，小明用5Ω的電阻做完實(shí)驗(yàn)后，然后將10Ω的電阻接入電路，閉合開(kāi)關(guān)，電壓表的示數(shù)將會(huì)變變大（選填“變大”、“變小”或“不變”），此時(shí)應(yīng)該向左（選填“左”或“右”）移動(dòng)滑片；
（4）實(shí)驗(yàn)室提供了三個(gè)不同規(guī)格的滑動(dòng)變阻器：A：“30Ω  2A”，B：“50Ω  1A”，C：“100Ω，0.1A”，要完成整個(gè)實(shí)驗(yàn)，應(yīng)該選取滑動(dòng)變阻器B（填代號(hào)），不選另外兩個(gè)滑動(dòng)變阻器的原因分別是：
①B；A型號(hào)滑動(dòng)變阻器阻值變化范圍太小，
②因?yàn)殡娐分须娏鞔笥?.1A，所以不選C．

Answer 1

分析 （1）將電壓表與電阻并聯(lián)，滑動(dòng)變阻器與電阻串聯(lián)，且要接一上一下；
（2）若滑動(dòng)變阻器同時(shí)接上面兩個(gè)接線柱，則相當(dāng)于接入一個(gè)阻值等于其最大阻值的定值電阻；
電流表無(wú)示數(shù)，可能是電路斷路，電壓表有示數(shù)，則與電壓表并聯(lián)的電路斷路；
（3）分析圖象中電流隨電阻的變化，得出電流和電阻的反比例關(guān)系；
（4）根據(jù)串分壓的知識(shí)判斷電壓表的示數(shù)變化情況并判斷出滑片的移動(dòng)方向；
（5）實(shí)驗(yàn)中電壓表的示數(shù)2V不變，根據(jù)歐姆定律求出電阻為5Ω、10Ω、20Ω時(shí)電路中的電流，根據(jù)串聯(lián)電路的分壓特點(diǎn)求出滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻即可得出所選取滑動(dòng)變阻器的規(guī)格和不選外兩個(gè)滑動(dòng)變阻器的原因．

解答 解：（1）將電壓表與電阻并聯(lián)，滑動(dòng)變阻器與電阻串聯(lián)，滑動(dòng)變阻器已接了下面一個(gè)接線柱，可再接上面任意一個(gè)接線柱，如圖所示：

（2）①燈泡較暗、兩表的示數(shù)均較小，說(shuō)明電路中的電阻較大，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片，現(xiàn)象不變，則可能將滑動(dòng)變阻器下面兩個(gè)接線柱接入電路中；
②電流表無(wú)示數(shù)，則電路有斷路處，電壓表有示數(shù)，則與電壓表并聯(lián)的電阻斷路；
（3）由圖象知，電流和電阻的乘積為一定值，可得電壓不變，導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體的電阻成反比；
（4）用5Ω的電阻完成實(shí)驗(yàn)后，然后將10Ω的電阻接入電路，則電壓表的示數(shù)會(huì)變大；
要使電壓表的示數(shù)不變，應(yīng)增大滑動(dòng)變阻器的阻值，將滑片向左端滑動(dòng)；
（5）電壓表的示數(shù)2V不變，R的阻值為5Ω、10Ω、20Ω時(shí)，根據(jù)I=$\frac{{U}_{R}}{R}$可得，對(duì)應(yīng)的電流依次為0.4A、0.2A、0.1A，
因?yàn)殡娐分须娏鞔笥?.1A，所以不選C；
滑動(dòng)變阻器兩端的電壓U_滑=U-U_R=6V-2V=4V，根據(jù)R_滑=$\frac{{U}_{R}}{I}$可得，滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻依次為10Ω、20Ω、40Ω，因此A規(guī)格滑動(dòng)變阻器的阻值范圍太小，所以不選A；而B(niǎo)規(guī)格的滑動(dòng)變阻器符合要求，故選B．
故答案為：（1）見(jiàn)上圖；（2）①滑動(dòng)變阻器下面兩個(gè)接線柱接入電路中；②電阻斷路；（3）①電壓不變，導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體的電阻成反比；②變大；左；（4）B；①B；A型號(hào)滑動(dòng)變阻器阻值變化范圍太小；②因?yàn)殡娐分须娏鞔笥?.1A，所以不選C．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了連接電路圖、分析圖象找出電流與電阻的關(guān)系、滑動(dòng)變阻器的調(diào)節(jié)、求滑動(dòng)變阻器的阻值等問(wèn)題，由圖象丙找出電流與電阻的對(duì)應(yīng)關(guān)系、熟練掌握串聯(lián)電路特點(diǎn)與歐姆定律是正確解題的關(guān)鍵．