11.某同学利用如图甲所示的电路做“探究电压一定时电流与电阻的关系”实验,电源电压保持6 V不变,实验用到的定值电阻分别为10 Ω、15 Ω、20 Ω、25 Ω和30 Ω,滑动变阻器的最大阻值为50 Ω。

(1)请根据图甲把图乙所示的实物电路连接完整(导线不允许交叉)。
(2)该同学先将10 Ω的定值电阻接入电路进行实验,移动滑片,当电压表示数为设定电压U时,电流表示数如图丙所示,此时电流为
(3)该同学用另一定值电阻替换10 Ω电阻进行实验,但忘了将滑片移到阻值最大处,滑片依然保持在上次实验所在的位置。闭合开关,发现电压表示数为3 V。此次接入定值电阻的阻值为
(4)5次实验中,有一次实验无论怎样移动滑片,都不能将电压表的示数调到U,这次实验中电压表示数最小只能调到
(1)请根据图甲把图乙所示的实物电路连接完整(导线不允许交叉)。
(2)该同学先将10 Ω的定值电阻接入电路进行实验,移动滑片,当电压表示数为设定电压U时,电流表示数如图丙所示,此时电流为
0.2
A。(3)该同学用另一定值电阻替换10 Ω电阻进行实验,但忘了将滑片移到阻值最大处,滑片依然保持在上次实验所在的位置。闭合开关,发现电压表示数为3 V。此次接入定值电阻的阻值为
20
Ω,为了使电压表的示数仍为U,应该将滑片向右
移动。(4)5次实验中,有一次实验无论怎样移动滑片,都不能将电压表的示数调到U,这次实验中电压表示数最小只能调到
2.25
V。答案
11.(1)图略 (2)0.2 (3)20 右 (4)2.25
解析
【分析】
本题是探究电压一定时电流与电阻的关系实验,需结合串联电路特点、欧姆定律分析各问题:
1. 连接实物图时,电压表应并联在定值电阻两端,注意正负接线柱和量程选择,导线不交叉;
2. 读取电流表示数时,先确定电流表量程和分度值,再准确读数;
3. 利用串联电路电压规律和欧姆定律,先算出设定电压,再结合滑片位置不变时的电压关系求定值电阻阻值,最后根据串联分压判断滑片移动方向;
4. 当定值电阻阻值最大时,结合滑动变阻器最大阻值,计算此时定值电阻两端的最小电压。
【解析】
(1) 根据图甲,电压表需并联在定值电阻R两端,因此将定值电阻的右端与电压表的正接线柱连接,导线不交叉,完成实物电路连接;
(2) 电流表选用0~0.6A量程,分度值为0.02A,指针指向0.2A刻度处,故电流为0.2A;
(3) 接入10Ω电阻时,设定电压U=IR=0.2A×10Ω=2V;此时滑动变阻器两端电压U滑=6V-2V=4V,滑动变阻器接入电阻R滑=U滑/I=4V/0.2A=20Ω;替换电阻后,滑片仍在20Ω处,电压表示数为3V,串联电路中电压比等于电阻比,即R定/R滑=U定/U滑'=(3V)/(6V-3V)=1,故R定=20Ω;要使定值电阻两端电压回到2V,需增大滑动变阻器接入电阻,滑片应向右移动;
(4) 当定值电阻为30Ω时,滑动变阻器取最大阻值50Ω,电路电流I=6V/(30Ω+50Ω)=0.075A,定值电阻两端电压U定=IR=0.075A×30Ω=2.25V,即无法调到设定电压U,最小只能到2.25V。
【答案】
(1) 图略 (2)0.2 (3)20;右 (4)2.25
【知识点】
探究电流与电阻的关系、欧姆定律、串联电路电压规律
【点评】
本题考查探究电流与电阻关系的实验,需掌握实物连接、电表读数、欧姆定律及串联电路特点的应用,难点在于分析滑动变阻器阻值不足时的电压调节问题,需结合串联分压规律计算,综合考查学生的实验分析能力。
【难度系数】
0.3
本题是探究电压一定时电流与电阻的关系实验,需结合串联电路特点、欧姆定律分析各问题:
1. 连接实物图时,电压表应并联在定值电阻两端,注意正负接线柱和量程选择,导线不交叉;
2. 读取电流表示数时,先确定电流表量程和分度值,再准确读数;
3. 利用串联电路电压规律和欧姆定律,先算出设定电压,再结合滑片位置不变时的电压关系求定值电阻阻值,最后根据串联分压判断滑片移动方向;
4. 当定值电阻阻值最大时,结合滑动变阻器最大阻值,计算此时定值电阻两端的最小电压。
【解析】
(1) 根据图甲,电压表需并联在定值电阻R两端,因此将定值电阻的右端与电压表的正接线柱连接,导线不交叉,完成实物电路连接;
(2) 电流表选用0~0.6A量程,分度值为0.02A,指针指向0.2A刻度处,故电流为0.2A;
(3) 接入10Ω电阻时,设定电压U=IR=0.2A×10Ω=2V;此时滑动变阻器两端电压U滑=6V-2V=4V,滑动变阻器接入电阻R滑=U滑/I=4V/0.2A=20Ω;替换电阻后,滑片仍在20Ω处,电压表示数为3V,串联电路中电压比等于电阻比,即R定/R滑=U定/U滑'=(3V)/(6V-3V)=1,故R定=20Ω;要使定值电阻两端电压回到2V,需增大滑动变阻器接入电阻,滑片应向右移动;
(4) 当定值电阻为30Ω时,滑动变阻器取最大阻值50Ω,电路电流I=6V/(30Ω+50Ω)=0.075A,定值电阻两端电压U定=IR=0.075A×30Ω=2.25V,即无法调到设定电压U,最小只能到2.25V。
【答案】
(1) 图略 (2)0.2 (3)20;右 (4)2.25
【知识点】
探究电流与电阻的关系、欧姆定律、串联电路电压规律
【点评】
本题考查探究电流与电阻关系的实验,需掌握实物连接、电表读数、欧姆定律及串联电路特点的应用,难点在于分析滑动变阻器阻值不足时的电压调节问题,需结合串联分压规律计算,综合考查学生的实验分析能力。
【难度系数】
0.3
登录