Question

【題目】某實驗小組用圖甲所示電路進行“探究電流與電阻的關(guān)系”實驗。

表1

次數(shù)	1	2	3
R	5	10	20
I		0.2	0.1

(1)請將圖甲連接完整，要求滑動變阻器滑片向右移動時電阻變大____________。

(2)閉合開關(guān)前，滑動變阻器滑片P應(yīng)該位于_______端(選填“A”或“B”)

(3)閉合開關(guān)后，同學(xué)們發(fā)現(xiàn)，無論怎樣調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，電流表始終沒有示數(shù)，電壓表示數(shù)接近電源電壓，原因可能是_______________

(4)排除故障后，先將5Ω定值電阻接入電路，閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，使電壓表的示數(shù)為某一定值，此時電流表的示數(shù)如圖乙所示，為__________A。

(5)接下來斷開開關(guān)，取下5Ω的定值電阻，換成10Ω的定值電阻，閉合開關(guān)，應(yīng)向_____________(選填“A”或“B”)端移動滑片，直至電壓表示數(shù)為_________V 時，讀出電流表的示數(shù)。再更換20Ω定值電阻繼續(xù)實驗，實驗數(shù)據(jù)記錄在表格中。由表1實驗數(shù)據(jù)可知：當(dāng)導(dǎo)體兩端的電壓一定時，通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成_________

(6)該小組想用一塊電流表和一個定值電阻R0，測未知電阻Rx的阻值。于是他們設(shè)計了如圖丙所示的電路圖，并進行如下實驗操作：

①閉合S和S1，此時電流表的示數(shù)為。

②閉合S，斷開S1，此時電流表的示數(shù)為。

③請用已知量R0和測出量，表示出未知電阻Rx的表達式，則Rx=____________。

Answer 1

【答案】 B 定值電阻斷路 0.4 B 2 反比

【解析】

(1)[1]滑動變阻器與電阻串聯(lián)，要求滑片向右移動時，連入電路的電阻變大，所以應(yīng)將滑動變阻器的A接線柱與開關(guān)的右接線柱相連，如下圖所示：

(2)[2]為保護電路，變阻器連入電路中電阻最大處即B端。

(3)[3]閉合開關(guān)，移動變阻器滑片P，發(fā)現(xiàn)電流表無示數(shù)，電路可有斷路發(fā)生，而電壓表有示數(shù)，說明電壓表到電源兩極間是通路，所以故障原因可能是定值電阻斷路。

(4)[4]電流表的示數(shù)如圖乙所示，電流表選用小量程，分度值為0.02A，示數(shù)0.4A。

(5)[5][6]研究電流與電阻的關(guān)系時，要控制電壓表示數(shù)不變，由歐姆定律的變形公式，電壓表示數(shù)

U=IR=0.4A×5Ω=2V

根據(jù)串聯(lián)分壓原理可知，將定值電阻由5Ω改接成10Ω的電阻，電阻增大，其分得的電壓增大；探究電流與電阻的實驗中應(yīng)控制電壓不變，即應(yīng)保持電阻兩端的電壓不變，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律可知應(yīng)增大滑動變阻器分得的電壓，由分壓原理，應(yīng)增大滑動變阻器連入電路中的電阻，所以滑片應(yīng)向B端移動，使電壓表的示數(shù)為2V，讀出電流表的示數(shù)。

[7]由表格中數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)：電阻為原來的幾倍，通過的電流為原來的幾分之一，故在電壓一定時，電流與電阻成反比。

(6)[8]①閉合S、S1，此時兩電阻并聯(lián)，電流表測量干路電流，示數(shù)為I1。

②閉合S、斷開S1，此時為只有Rx工作的電路，電流表測量通過Rx的電流，示數(shù)為I2，可測出電源電壓

U=I2Rx

③根據(jù)并聯(lián)電路電流的規(guī)律可知通過R0的電流

I0=I1-I2

則電源電壓為

U=(I1-I2)R0

根據(jù)電源電壓相等可知

I2Rx=(I1-I2)R0

Rx=