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,为定值电阻,电流表A 选用0~0.6 A量程,电压表
选用为0~3 V量程,电压表
选用为0~15 V量程,滑动变阻器
上标有“50 Ω 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)中电压表V2的连接.
(2)如图 (甲)中闭合开关前滑动变阻器的滑片P应放在 (选填“A”或“B”)端.
(3)闭合开关S,发现电流表A 与电压表的示数为零,电压表
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: .
(5)实验中,记录电流表A 与电压表的示数,得到一组实验数据,根据实验数据作出
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.
(1)如下图所示:
(2)B;(3)电阻R1断路;(4)对于同一导体,通过导体的电流与其两端电压成正比(5)6; 10
题目分析:(1)电压表与滑动变阻器并联;(2)开关闭合前,滑片应滑至阻值最大位置,即B端;
(3)电压表有示数,说明电流可从电源正极出发,经滑动变阻器、电压表
、电流表回到电源负极,所以这一回路都没有故障,是电阻R1断路;
(4)从表中数据可以看出,对同一导体,其两端电压增大为原来的几倍,通过它的电流也增大为原来的几倍,即电流与电压成正比;
(5)从丁图可以看出,当 时,
,
;
当时
,
由于电源电压不变,所以,解得:
当滑动变阻器接入电路的阻值最小时,电流表和电压表示数最大,电压表
的示数最小,所以只需考虑电流表和电压表
不被烧坏即可。
为了保证电流表不烧坏,电路中的电流不能超过0.6A,此时电路中的总电阻为,而
,所以当滑动变阻器接入电路的阻值为0时,电流表的示数最大,即不管滑片如何滑动,电流表都不会被烧坏;为了保证电压表
不被烧坏,其示数不能超过3V,即
,
,
,所以滑动变阻器接入电路的阻值不能小于
。