Question

【题目】物理兴趣小组的同学们想探究通过导体的电流与电压的关系，实验用具有：电源、电压表、电流表、滑动变阻器、规格不同的定值电阻，开关和导线等器材各若干供同学们选择，实验用电路如图a所示；

（1）图b是某组同学尚未完成连接的实物电路，请你用笔画线代替两根导线完成连接（连接不交叉），要求：滑动变阻器的滑片P向A移动，电压表示数变大。

（_____）

（2）正确连好电路闭合开关，发现电流表示数较大，电压表示数为零，则电路故障原因可能是_____。

A．电压表的量程选大了

B．电阻R0发生了短路

C．滑动变阻器发生了断路

D．滑动变阻器发生了短路

（3）他们排除障后继续实验，测得多组数据并在图c中作出I﹣U图象，根据图象得出结论：在电阻一定的情况下，通过导体的电流与导体两端的电压_____。

（4）该同学为了进一步探究电路的性质，他们选择了一个电压可调的电源进行实验，实验所用电路如图d所示，但电压表位置不详，电阻R1的阻值为8Ω，用滑动变阻器R2是“10Ω 2A和“5Ω 3A”的规格中的一个。若某次实验时两表到度盘上的指针位置如图e所示，此时滑动变阻器电路的阻值恰为最大值的一半，请发挥你的聪明才智，通过计算推测他们实验时所用滑动变阻器R2的规格为_____。

Answer 1

【答案】 B 成正比 10Ω 2A

【解析】

（1）探究通过导体的电流与电压的关系，电压表测导体的电压，电流表测导体的电流，滑动变阻器的滑片P向A移动，电压表示数变大，电路中的电流变大，电阻变小，故变阻器左下接线柱连入电路中与电阻串联，如下所示：

（2）A．若电压表的量程选大了，正常情况下，电压表示数也不会为零，不符合题意；
B．电阻R0发生了短路，电压表没有示数，电流表示数较大，符合题意；
C．若滑动变阻器发生了断路，则整个电路断路，两表都没有示数，不符合题意；
D．滑动变阻器发生了短路，电压表测电源电压，电流示数较大，不符合题意；故选B；
（3）作出的I-U图象为过原点的直线，根据图象得出结论：在电阻一定的情况下，通过导体的电流与导体两端的电压成正比；
（4）由图e，若电流表和电压表都使用小量程时，读出分别为IA=0.2A，UV=2.6V，
由欧姆定律，则R1两端电压：U1=IAR1=0.2A×8Ω=1.6V，
滑动变阻器接入电路的阻值恰为最大值的一半，
若使用的是规格是“5Ω 3A”，则U变=IAR变=0.2A×2.5Ω=0.5V，
若使用的是规格是“10Ω 2A”，则U变=IAR变=0.2A×5Ω=1V，
所以电压表不是测R1也不是测R2两端电压，
根据串联电路的电压特点：U=U1+U2，若电压表测总电压，则使用“10Ω 2A”恰好符合电压表示数为2.6V。
同理：若电流表和电压表使用大量程，读出分别为IA=1A，UV=13V，
使用变阻器使用“10Ω 2A”同样是符合电压表示数。