Question

11．小敏用如图甲所示的电路图，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电压表的读数（或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：定值电阻R断路．
（4）实验中该同学将图甲中10Ω的定值电阻更换为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．
（5）实验中，小敏所选择的变阻器的规格是C（选填序号）．
A.10Ω     0.5A          B.20Ω      1A          C.50Ω      2A．

Answer 1

分析 （1）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；
（2）阴影部分为电流和电阻的乘积，根据U=IR作答；
（3）电流表的示数为0说明电路断路，电压表的表示数接近6V，说明电压表的两接线柱与电源之间是通路，与电压表并联的部分以外部分是连通的，则与电压表并联的R断路；
（4）根据图乙，求出第1次实验电压表的示数，探究电流与电阻的关系时，要保持电压大小不变；根据分压原理，先判断换上较大的电阻时电压表的变化，由串联电路电压的规律再确定滑片移动的方向；
（5）根据串联电路电压的规律和分压原理确定变阻器连入电路中的最小阻值，从而确定变阻器的规格；

解答 解：（1）探究电流与电阻的关系时，根据控制变量法，要保持电压表的读数 （或R两端的电压）一定，改变电阻大小，记录电流的变化；
（2）图乙中横轴表示电阻大小，纵轴表示电流大小，阴影部分的面积为横、纵坐标的乘积，即U=IR，所以阴影部分的面积表示的物理量为电压；
（3）经分析，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定值电阻R断路，导致电压表串联在电路中了；
（4）由图乙知，电压表示数为阴影部分的面积，S=U=IR=0.2A×10Ω=2V，即第1次实验电压表示数为2V；实验中该同学将图甲中10Ω的定值电阻更换为20Ω的电阻，根据分压原理，电压表示将增大，为保持电压表示数不变，根据串联电路电压的规律，应增大变阻器的电压，由分压原理，应增大变阻器连入电路中的电阻大小，即滑片向右移动，直到电压表示数为2V；
（5）因实验中电压表示数保持2V不变，根据串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，滑动变阻器两端的电压U_滑=4V，即变阻器分得的电压为定值电阻电压的2倍，根据分压原理，变阻器连入电路 中的阻值大小为定值电阻大小的2倍，即为2×20Ω=40Ω，也就是变阻器的最小阻值为40Ω，所以，滑动变阻器的规格应选用“50Ω   2A．答案选C．
故答案为：（1）电压表的读数 （或R两端的电压）；
（2）电压；
（3）定值电阻R断路；
（4）右；2； 
（5）C．

点评 本题研究通过导体的电流与导体电阻的关系，考查控制量法的运用、故障的分析、操作过程及对实验器材的要求等知识，属于中等难度的题目．