Question

5．小敏用如图（甲）所示的电路探究通过导体的电流与导体电阻的关系，电源电压恒为6V，改变电阻R的阻值，调节滑动变阻器滑片，保持电阻R两端的电压不变，记下相应的4次实验的电流和电阻值，描绘在（乙）图中

（1）连接电路时，开关应断开，闭合开关前，要将滑动变阻器滑片移至右（选填“左”或“右”）端，这样做可以起到保护电路的作用．
（2）在（丙）图中，用笔画线代替导线，将电路连接完整．
（3）实验过程中，移动变阻器滑片时，眼睛应注视B．
A．变阻器滑片           B．电压表示数         C．电流表示数
（4）实验中，他所选择的变阻器是C．
A.10Ω  0.5A         B.20Ω  1A          C.50Ω  2A
（5）在实验过程中，如果出现了电流表示数为0，但电压表示数为6V，电路发生的故障可能是电阻R断路．
（6）乙图中阴影部分面积表示的物理量是电压表示数（或电阻R两端的电压）．

Answer 1

分析 （1）依据电路连接安全规则开关应断开，滑动变阻器滑片应滑阻值最大可以起到保护电路作用；
（2）研究通过导体的电流与导体的电阻的关系时，应控制电压表的示数不变，由图乙给出的点和欧姆定律求出电压表的示数，据此选择量程，然后把电压表并联在乙图中定值电阻的两端；
（3）实验研究的是电流与电阻的关系，因此必须控制电阻两端的电压值一定，所以眼睛应注视电压表的示数，移动滑片保持电压表示数不变；
（4）根据图乙可知，当电路中电流最小时，滑动变阻器接入电路的阻值最大；根据串联电路电压规律和欧姆定律求出滑动变阻器的最大阻值；
（5）电流表示数为0，说明电路中有断路，电压表示数接近6V，说明电压表和电源连接的部分电路无断路；
（6）阴影部分为电流和电阻的乘积，应该为定值电阻两端的电压值；

解答 解：
（1）依据电路连接安全规则开关应断开，当滑动变阻器滑片滑到右端时，阻值最大，可以起到保护电路作用；
（2）由图乙所给出的点可知，电压表的示数为2V不变，所以电压表的量程为0～3V，然后把电压表并联在乙图中定值电阻的两端，如下图所示：
；
（3）探究电压一定时，电流与电阻的关系时，在不断的改变定值电阻的同时，必须不断的移动滑动变阻器，使得电压表的示数是一个定值，故在移动滑片的同时，眼睛观察电压表的示数；
（4）根据图乙可知，电路中的最小电流为0.1A，定值电阻20Ω，则定值电阻两端电压为2V；
由串联电路电压规律和欧姆定律可知，滑动变阻器接入电路的最大阻值：R=$\frac{{U}_{滑}}{{I}_{最小}}$=$\frac{6V-2V}{0.1A}$=40Ω；故选C；
（5）如果电路中出现电流表的示数为零，说明在电路中出现了断路，电压表有示数说明是电阻R处出现了断路；
（6）阴影部分为横、纵坐标的乘积，即阴影部分的面积为：S=IR=U，即测量的是电压．
故答案为：（1）断开、右、保护电路； （2）见上图； （3）B；（4）C； （5）电阻R断路；（6）电压表示数（或电阻R两端的电压）

点评 本题从实验的操作、实物图的连接、滑动变阻器的选择、欧姆定律的应用、电路故障的判断等方面较为综合的考查了学生对实验的了解情况，从中加强了学生综合能力的培养，是一道不错的实验题．