Question

14．小敏用如图所示的图甲电路图，研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，记下相应的4次实验的电流和电阻值，描绘在乙图中．
（1）实验中改变电阻R的阻值后，调节滑动变阻器的目的是为了保持R两端的电压不变．
（2）乙图中阴影部分面积表示的物理量是电压．
（3）实验过程中，如果出现了电流表示数为0，电压表示数接近6V，电路发生的故障可能是：R断路．
（4）实验中该同学将图甲中A、B两点间10Ω的电阻更换为20Ω的电阻，闭合开关后，若此时滑动变阻器的滑片还在上一次实验的位置，下一步的操作应当是向右移动滑片，使电压表的示数为2V．

Answer 1

分析 （1）探究电流与电阻的关系时，需控制电阻两端的电压不变；
（2）首先判断坐标轴中横轴和纵轴代表的物理量，然后根据纵轴和横轴代表物理量的乘积进行判断；
（3）电流表示数为0，说明电路中有断路；电压表示数接近6V，说明电压表的正负接线柱与电源两极相连；
（4）先根据串联电路分压的特点确定定值电阻两端电压的变化，然后根据探究电流与电阻的关系时，应控制定值电阻两端电压不变确定滑动变阻器两端电压的变化，进一步确定滑动变阻器接入电路阻值的变化，从而得出滑片移动的方向；
由图乙读出一组电流和电阻值，然后利用欧姆定律的变形公式U=IR即可求出电压表的示数．

解答 解：（1）探究电流与电阻的关系时，需控制电阻两端的电压不，因此滑动变阻器的作用是保持R两端的电压不变；
（2）根据图乙可知，横轴表示电阻，纵轴表示电流，则阴影部分为横、纵坐标的乘积；
即阴影部分的面积为：S=U=IRV，因此阴影部分面积表示的物理量电压；
（3）电流表的示数为零，说明在电路中出现了断路；电压表示数等于电源电压6V，说明电压表的正负接线柱与电源两极相连，因此电路故障为R断路；
（4）因为串联电路起分压作用，因此实验中将A、B两点间10Ω的电阻更换为20Ω的电阻时，定值电阻两端电压降变大，为了保持定值电阻两端电压不变，需增大滑动变阻器两端电压，因此增大滑动变阻器接入电路的阻值，故将滑片向右移动；
根据图乙可知，当定值电阻为10Ω时，通过的电流为0.2A；
由I=$\frac{U}{R}$可知定值电阻两端电压：U=IR=0.2A×10Ω=2V．
故答案为：（1）R两端的电压；（2）电压；（3）R断路；（4）右；2．

点评 此题是探究“通过导体的电流与导体电阻关系”的实验，实验中要控制电阻两端的电压不变，同时考查了滑动变阻器的选择，涉及到了串联电路中欧姆定律的应用及电流、电压的规律；还考查了图象分析、电路故障等问题，关键是认真审题，细心答题．