Question

小明探究“通過(guò)導(dǎo)體的電流與電壓的關(guān)系”時(shí)，電路圖如圖 (甲) 所示．電源電壓不變，為定值電阻，電流表A 選用0～0.6 A量程，電壓表選用為0～3 V量程，電壓表選用為0～15 V量程，滑動(dòng)變阻器上標(biāo)有“50 Ω 1A”的字樣．

（1）請(qǐng)根據(jù)電路圖(甲) 用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線連接實(shí)物圖(乙)中電壓表V₂的連接．
（2）如圖 (甲)中閉合開(kāi)關(guān)前滑動(dòng)變阻器的滑片P應(yīng)放在　　　　（選填“A”或“B”）端．
（3）閉合開(kāi)關(guān)S，發(fā)現(xiàn)電流表A 與電壓表的示數(shù)為零，電壓表的示數(shù)不為零，則電路存在的故障是　            　  ．
（4）排除故障后，繼續(xù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，記錄電流表A與電壓表的示數(shù)，得到一組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，如表格(丙) 所示．分析表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可得結(jié)論：                             ．

（5）實(shí)驗(yàn)中，記錄電流表A 與電壓表的示數(shù)，得到一組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出圖線，如圖(丁)所示，電源電壓是　 　V．在保證實(shí)驗(yàn)器材安全的前提下，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值不得小于　 　Ω．

Answer 1

（1）如下圖所示：

（2）B；（3）電阻R₁斷路；（4）對(duì)于同一導(dǎo)體，通過(guò)導(dǎo)體的電流與其兩端電壓成正比（5）6；  10

試題分析：（1）電壓表與滑動(dòng)變阻器并聯(lián)；（2）開(kāi)關(guān)閉合前，滑片應(yīng)滑至阻值最大位置，即B端；
（3）電壓表有示數(shù)，說(shuō)明電流可從電源正極出發(fā)，經(jīng)滑動(dòng)變阻器、電壓表、電流表回到電源負(fù)極，所以這一回路都沒(méi)有故障，是電阻R₁斷路；
（4）從表中數(shù)據(jù)可以看出，對(duì)同一導(dǎo)體，其兩端電壓增大為原來(lái)的幾倍，通過(guò)它的電流也增大為原來(lái)的幾倍，即電流與電壓成正比；
（5）從丁圖可以看出，當(dāng) 時(shí)，，；
當(dāng)時(shí) ，
由于電源電壓不變，所以，解得：
當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值最小時(shí)，電流表和電壓表示數(shù)最大，電壓表的示數(shù)最小，所以只需考慮電流表和電壓表不被燒壞即可。
為了保證電流表不燒壞，電路中的電流不能超過(guò)0.6A，此時(shí)電路中的總電阻為，而，所以當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為0時(shí)，電流表的示數(shù)最大，即不管滑片如何滑動(dòng)，電流表都不會(huì)被燒壞；為了保證電壓表不被燒壞，其示數(shù)不能超過(guò)3V，即，，
 ，所以滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值不能小于。