小明同学探究“通过导体的电流与电压的关系”时,电路图与实物图

小明同学探究通过导体的电流与电压的关系时,电路图与实物图如图所示.已知电源电压和电阻R1的阻值均恒定,电流表A的量程为00.6安,电压表V1的量程为03伏,电压裘V2的量程为015伏,滑动变阻器R2上标有“50Ω  1A”的字样.


1)小明按电路图将实物连接起来,闭合开关前滑动变阻器的滑片应放在 _________ 端(填).闭合开关,发现电流表A与电压表V1的示数为零,电压表V2的示数不为零,若是电路中的电阻R1或滑动变阻器R2发生故障.则故障是 _________ 

2)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,如下表所示.

实验序号                   1     2    3     4     5

电压表V1示数(V 1.6  1.8  2.0  2.2  2.4

电流表A示数(A  0.16      0.18      0.20       0.22 0.24

分析表中实验数据可得结论:当导体的阻值不变时,通过导体的电流与电压成 _________ 比.

3)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UI图线(实线部分),如图所示.则该实验中,在保证实验器材安全的前提下,电路中允许通过的最大电流为 _________ 安.

答案

分析:  1含滑动变阻器的电学实验,闭合开关之前,滑片要滑到滑动变阻器的最大阻值处,看清滑动变阻器下面选择的是哪个接线柱,滑片移到相反的那端;

由电路图可以看出,电阻R1和滑动变阻器R2串联,电流表测电流,电压表V1R1的电压,电压表V2R2的电压;闭合开关,发现电流表A为零,说明电路中有断路,电压表V1的示数为零,说明电压表V1和电源连接的部分有断路,电压表V2的示数不为零,说明电压表V2与电源连接的部分无断路.

2)分析实验数据,结合控制变量法的思路,得出正确的结论.

3)在保证实验器材安全的前提下,指的是电路中最大电流不能超过电流表的量程0.6A,电压表V1的示数不能超过3V,电压表V2的示数不能超过15V

解答:  解:(1滑动变阻器下端选择的是左面的接线柱,因此在闭合开关前,滑片要移到右端;

电流表A为零,说明电路中R1R2断路;电压表V1的示数为零,说明R1短路或R2断路;电压表V2的示数不为零,说明R1没有断路,R2没有短路,综合分析上述可能性,因此故障只能是电阻R2断路.

2)分析表格中记录的数据,得到的结论是:当导体的阻值不变时,通过导体的电流与电压成正比;

3)从(2)的表格中,计算出定值电阻R1的阻值R1===10Ω,电压表V1允许的最大电压是3V

因此为保护电压表V1,电路中允许的最大电流I==0.3A

故答案为:(1)右、滑动变阻器R2断路;(2)正;(30.3

点评:  本题学生容易出错的地方在第(1)、(3)两个问题上

1)由电压表和电流表示数判断电路故障,解题思路是:

电压表无示数说明电压表所测量电路中,包含电源的部分电路断路或不包含电源部分短路,再由电路中有无电流来判断是断路还是短路.有电流,则电路为短路;无电流,则电路为断路.

电压表有示数说明电压表所测量电路中,包含电源的部分电路短路或不包含电源部分断路,再由电路中有无电流来判断是断路还是短路.有电流,则电路为短路;无电流,则电路为断路.

2)保证实验器材安全的前提下,指的是各测量型实验器材,在使用时都不能超过它的量程.

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