小明探究“通过导体的电流与电压的关系”时,电路图如图(甲)所示.电源电压不变,R1为定值电阻,电流表A?选用0~0.6A量程,电压表V1选用为0~3V量程,电压表V2选用为0~15V量程,滑动变阻器R2上标有“50Ω?1A”的字样.
(1)请根据电路图(甲)用笔画线代替导线连接实物图(乙).
(2)闭合开关前滑动变阻器的滑片P应放在________(A/B)端.
(3)闭合开关S,发现电流表A?与电压表V2的示数为零,电压表V1的示数不为零,则电路存在的故障是________.
(4)排除故障后,继续进行实验,记录电流表A?与电压表V1的示数,得到一组实验数据,如表格(丙)所示.分析表中实验数据可得结论:当导体的阻值不变时,通过导体的电流与其两端电压成________比.
(5)实验中,记录电流表A?与电压表V2的示数,得到一组实验数据,根据实验数据作出I─U2图线,如图(丁)所示,电源电压是________V.在保证实验器材安全的前提下,滑动变阻器接入电路的阻值不得小于________Ω.
网友回答
解:
(1)题目已明确了电流表、电压表的量程,只要将电阻、滑动变阻器、开关、电源串联,电压表V1与电阻并联、电压表V2与滑动变阻器并联即可.
(2)为保护电路,闭合开关前,滑片应位于最大阻值处,也就是位于B端.
(3)闭合开关,电流表A?与电压表V2的示数为零,说明与他们串联的电路是断路状态--但不可能是滑动变阻器断路(如果滑动变阻器断路,电压表V2有示数);电压表V1有示数,说明与V1串联的电路是通路,所以电路故障为电阻R1断路.
(4)由实验数据可以看出:电压成倍增大,电流也成倍增大,且两者增大的倍数相同.所以实验结论为:在电阻一定时,通过导体的电流与两端电压成正比.
(5)定值电阻的阻值为R1===10Ω
由丁图知,滑动变阻器两端电压为5V时,滑动变阻器接入电路的电阻为R2===50Ω
所以电源电压为U=IR=0.1A×(10Ω+50Ω)=6V;
已知电源电压为6V,所以对电压表V2不会造成损害;已知电源电压和电阻R1的阻值,可得电路最大电流为0.6A,对电流表也不会造成损害;当电压表V1电压达到3V时,电路电流为I==0.3A
所以滑动变阻器接入电路电阻为R最小==10Ω,即滑动变阻器接入电路电阻不能小于10Ω.
故