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【題目】小明探究“通過導體的電流與電壓的關系”時,電路圖如圖(甲)所示.電源電壓不變,R1為定值電阻,電流表A 選用0~0.6A量程,電壓表V1選用0~3V量程,電壓表V2選用0~15V量程,滑動變阻器R2上標有“50Ω 1A”的字樣.
(1)請根據電路圖甲用筆畫線代替導線連接實物圖乙.
(2)閉合開關前滑動變阻器的滑片P應放在(A/B)端.
(3)閉合開關S,發現電流表A 與電壓表V2的示數為零,電壓表V1的示數不為零,則電路存在的故障是
(4)排除故障后,繼續進行實驗,記錄電流表A 與電壓表V1的示數,得到一組實驗數據,如表格所示.分析表中實驗數據可得結論:當導體的阻值不變時,通過導體的電流與其兩端電壓成比.

序號

電壓表V1的示數U1/V

電流表A的示數I/A

1

1.0

0.1

2

2.0

0.2

3

3.0

0.3


(5)實驗中,記錄電流表A 與電壓表V2的示數,得到一組實驗數據,根據實驗數據作出I─U2圖線,如圖丙所示,電源電壓是V.在保證實驗器材安全的前提下,滑動變阻器接入電路的阻值不得小于Ω.

【答案】
(1)解:實物連接如下圖:


(2)B
(3)電阻R1斷路
(4)正
(5)6;10
【解析】解:(1)題目已明確了電流表、電壓表的量程,只要將電阻、滑動變阻器、開關、電源串聯,電壓表V1與電阻并聯、電壓表V2與滑動變阻器并聯即可.(2)為保護電路,閉合開關前,滑片應位于最大阻值處,也就是位于B端.(3)閉合開關,電流表A 與電壓表V2的示數為零,說明與他們串聯的電路是斷路狀態﹣﹣但不可能是滑動變阻器斷路(如果滑動變阻器斷路,電壓表V2有示數);電壓表V1有示數,說明與V1串聯的電路是通路,所以電路故障為電阻R1斷路.(4)由實驗數據可以看出:電壓成倍增大,電流也成倍增大,且兩者增大的倍數相同.所以實驗結論為:在電阻一定時,通過導體的電流與兩端電壓成正比.(5)定值電阻的阻值為R1= = =10Ω 由丁圖知,滑動變阻器兩端電壓為5V時,滑動變阻器接入電路的電阻為R2= = =50Ω
所以電源電壓為U=IR=0.1A×(10Ω+50Ω)=6V;
已知電源電壓為6V,所以對電壓表V2不會造成損害;已知電源電壓和電阻R1的阻值,可得電路最大電流為0.6A,對電流表也不會造成損害;當電壓表V1電壓達到3V時,電路電流為I= =0.3A
所以滑動變阻器接入電路電阻為R最小= =10Ω,即滑動變阻器接入電路電阻不能小于10Ω.
所以答案是:(1)實物連接如下圖:
;(2)B;(3)電阻R1斷路;(4)正;(5)6;10.

練習冊系列答案
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C.f=50N,f=60N
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