Question

【题目】小明和小丽想探究导体中的电流跟电阻的关系，他们所选的电源电压为 6V 且保持不变，实验用到的电阻阻值分别为 5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω、30Ω，滑动变阻器规格为“60Ω 1A”．
（1）连接电路后，闭合开关，发现电流表、电压表指针均超过量程．操作中存在的问题是
（2）实验中多次改变 R 的阻值，调节滑动变阻器的滑片，使电压表示数保持不变，记下电流表的示数，得到如图甲所示的电流 I 随电阻 R 变化的图象．①由图象可以得出结论：电压一定时，
②上述实验中，小明用 5Ω 的电阻做完实验后，接下来的操作是 ， 将滑动变阻器调到最大阻值，然后将 10Ω 的电阻接入电路，闭合开关，移动滑片，使电压表示数为V 时，读出电流表的示数．
（3）本实验要保持电阻两端电压相同，他们在学习了欧姆定律之后，才知道本实验中电压表控制不变的电压值应该在V 至V 范围之内选择．
（4）他们又用本次器材探究了电流与电压的关系，做出图象如图乙，图中阴影部分面积表示的物理量是

Answer 1

【答案】
（1）闭合开关前没有将滑片移到阻值最大处
（2）电流与电阻成反比,断开开关,3
（3）2,5
（4）电功率
【解析】解：（1）电流表、电压表指针均超过量程，说明电路中的总电阻过小，滑动变阻器的最大阻值为60Ω，则原因可能是滑动变阻器的滑片没有调至最大阻值处；
（2）①由图象知，电压一定，通过导体的电流跟导体电阻成反比；
②小明用5Ω的电阻做完实验后，应先断开开关，同时将滑动变阻器的滑片移至最大阻值处，再换接10Ω的电阻，然后闭合开关，使电压表的示数保持U=IR=0.6A×5Ω=3V不变；
（3）由滑动变阻器的规格知，滑动变阻器的最大阻值为60Ω，允许通过的最大电流为1A；
根据串分压的知识，当电阻的阻值为30Ω时，滑动变阻器的阻值需要的最大，当滑动变阻器的阻值为60Ω时，便是电阻两端的最小电压，
根据串分压可知R：R滑=UR：U滑，则UR：U滑=30Ω：60Ω=1：2，此时电阻两端的电压为6V×=2V，
电路中的最大电流为1A，当电阻为5Ω时，电路中的电流最大，则U大=IR=1A×5Ω=5V；
所以本实验中电压表控制不变的电压值应该在2V到5V之间．
（4）阴影部分面积为横、纵坐标的乘积，即阴影部分的面积为：S=UI=P，故阴影部分面积表示的物理量是电功率．
故答案为：（1）闭合开关前没有将滑片移到阻值最大处；（2）①电流与电阻成反比； ②断开开关；3；（3）2；5；（4）电功率．

（1）电流表、电压表的指针均超过量程，是由于滑动变阻器的阻值过小造成的，根据滑动变阻器的规格判断出可能是滑片未移至最大阻值处；
（2）①分析图象得出电流和电阻的关系：电压一定，电流和电压成反比；②在拆接电路时，先断开开关，闭合开关前，将滑动变阻器的滑片移至最大阻值处；探究电流和电阻的关系，要保持电阻两端的电压不变，根据图象中的某一组数据便可求出电阻两端的电压；
（3）由滑动变阻器的规格可得，电路中的最大电流为1A，滑动变阻器的最大阻值为60Ω，根据串联电路分压的特点结合欧姆定律可计算电阻两端的电压范围；
（4）阴影部分为电流和电压的乘积，根据P=UI可知为定值电阻的电功率．