8.在“探究通过导体中的电流与电阻之间关系”的实验中,实验器材:电源(4.5V)、电流表(量程0~0.6A)、电压表(量程0~3V)、三个定值电阻($R_1=5\Omega$,$R_2=10\Omega$,$R_3=20\Omega$),滑动变阻器R标有“30Ω 1A”字样. 如图所示,在a、b两点间接入定值电阻$R_1$,闭合开关,移动滑片P,使电压表的示数为2.5V,读出电流表的示数. 断开开关,将$R_1$换成$R_2$后,接下来应该进行的操作是(

A.闭合开关,直接读电流表的示数
B.闭合开关,将滑片P向左移动,保持电压表示数2.5V不变
C.闭合开关,将滑片P向右移动,保持电压表示数2.5V不变
D.将滑片移动至阻值最大的位置后再闭合开关
D
)A.闭合开关,直接读电流表的示数
B.闭合开关,将滑片P向左移动,保持电压表示数2.5V不变
C.闭合开关,将滑片P向右移动,保持电压表示数2.5V不变
D.将滑片移动至阻值最大的位置后再闭合开关
答案
8.D
解析
【分析】
要解决本题,需明确“探究电流与电阻关系”的实验要求:需控制定值电阻两端电压不变,且更换电阻后要优先保护电路。当将小电阻换成大电阻时,根据串联分压原理,定值电阻两端电压会升高,需调节滑动变阻器使其回到目标电压;同时,更换电阻后,为防止闭合开关时电流过大损坏元件,应先将滑动变阻器调至最大阻值,再闭合开关,之后再调节滑片使电压表示数符合要求。
【解析】
1. 更换定值电阻后,若直接闭合开关,滑动变阻器未调至最大阻值,此时电路总电阻较小,电流较大,定值电阻两端电压会超过电压表量程(0~3V),损坏电表,因此需先将滑动变阻器滑片移至最大阻值位置,再闭合开关,故A、B、C错误,D正确。
2. 验证:接入$R_2=10\Omega$时,若先将滑动变阻器调至最大阻值(30Ω),闭合开关后总电阻为$10\Omega+30\Omega=40\Omega$,电路电流$I=\frac{U_{总}}{R_{总}}=\frac{4.5V}{40\Omega}=0.1125A$,此时定值电阻两端电压$U_2=IR_2=0.1125A×10\Omega=1.125V$,后续再调节滑片减小滑动变阻器阻值,即可使定值电阻两端电压回到2.5V,符合实验要求。
【答案】
D
【知识点】
探究电流与电阻的关系、串联分压规律、滑动变阻器的使用
【点评】
本题考查探究电流与电阻关系实验的操作规范,核心是更换定值电阻后滑动变阻器的初始调节,需牢记“换电阻→调滑动变阻器至最大阻值→闭合开关→调电压至目标值”的步骤,避免因操作不当损坏元件。
【难度系数】
0.5
要解决本题,需明确“探究电流与电阻关系”的实验要求:需控制定值电阻两端电压不变,且更换电阻后要优先保护电路。当将小电阻换成大电阻时,根据串联分压原理,定值电阻两端电压会升高,需调节滑动变阻器使其回到目标电压;同时,更换电阻后,为防止闭合开关时电流过大损坏元件,应先将滑动变阻器调至最大阻值,再闭合开关,之后再调节滑片使电压表示数符合要求。
【解析】
1. 更换定值电阻后,若直接闭合开关,滑动变阻器未调至最大阻值,此时电路总电阻较小,电流较大,定值电阻两端电压会超过电压表量程(0~3V),损坏电表,因此需先将滑动变阻器滑片移至最大阻值位置,再闭合开关,故A、B、C错误,D正确。
2. 验证:接入$R_2=10\Omega$时,若先将滑动变阻器调至最大阻值(30Ω),闭合开关后总电阻为$10\Omega+30\Omega=40\Omega$,电路电流$I=\frac{U_{总}}{R_{总}}=\frac{4.5V}{40\Omega}=0.1125A$,此时定值电阻两端电压$U_2=IR_2=0.1125A×10\Omega=1.125V$,后续再调节滑片减小滑动变阻器阻值,即可使定值电阻两端电压回到2.5V,符合实验要求。
【答案】
D
【知识点】
探究电流与电阻的关系、串联分压规律、滑动变阻器的使用
【点评】
本题考查探究电流与电阻关系实验的操作规范,核心是更换定值电阻后滑动变阻器的初始调节,需牢记“换电阻→调滑动变阻器至最大阻值→闭合开关→调电压至目标值”的步骤,避免因操作不当损坏元件。
【难度系数】
0.5
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