Question

6．小彬用如圖甲所示的實驗器材探究“電流與電阻的關系”．電源電壓恒為3V，滑動變阻器上標有“20Ω 2A”字樣，阻值分別為5Ω、10Ω、20Ω的定值電阻各一個．

（1）小彬5Ω定值電阻接入電路后，閉合開關，發現電壓表有示數而電流表無示數，則電路中的故障可能是R斷路（選填“R短路”或“R斷路”）；排除故障后，閉合開關，調節滑動變阻器的滑片P，使電流表的示數如圖乙所示，此時電路中的電流為0.36A．
（2）將5Ω定值電阻換成10Ω定值電阻，閉合開關，為了保持電壓表的示數不變，應將滑動變阻器的滑片P向A（選填“A”或“B”）移動，記錄此時各表的示數．
（3）將10Ω定值電阻換成20Ω定值電阻，重復步驟（3）．
（4）實驗記錄的多組數據如下表所示．分析數據可得出結論：當電壓一定時，通過導體中的電流與電阻成反比

實驗次數	定值電阻（Ω）	電流表示數（A）
1	5
2	10	0.18
3	20	0.09

（5）小明實驗時發現老師多給他30Ω和40Ω的定值電阻各一個，其他器材與小彬相同，他想用這五個電阻做此實驗，為了完成整個實驗，他應控制定值電阻兩端的電壓不小于2V．

Answer 1

分析 （1）根據電流表和電壓表有無示數進行分析具體原因；根據電流表的量程和分度值讀出電流值；
（2）根據串聯電路的分壓特點，換接電阻后，應保持電壓表的示數不變；
（4）電流與電阻的關系：電壓一定，電流與電阻成反比；
（5）根據定值電阻的最大值和變阻器的最大阻值以及電源電壓，得出定值電阻兩端的最小電壓值．

解答 解：（1）電流表無示數，說明電路斷路；
電壓表有示數，說明與電壓表并聯部分發生斷路，即定值電阻R斷路；
由乙圖知，電流表的量程為0～0.6A，分度值為0.02A，示數為0.36A；
（2）將5Ω電阻換成10Ω后，電壓表的示數會變大，所以應該增大滑動變阻器的阻值，即應將滑動變阻器的滑片P向A移動，使電壓表仍為原來的示數不變；
（4）由表格中數據知，電流與電阻的乘積為定值，可得電流和電阻的關系為：當電壓一定時，通過導體中的電流與電阻成反比；
（5）定值電阻的最大阻值為40Ω，滑動變阻器的最大阻值為20Ω，根據串分壓的特點：
U：U_滑=R：R_滑，則U：U_滑=40Ω：20Ω=2：1；
則U=$\frac{2}{3}$×3V=2V，可知定值電阻兩端的最小電壓為2V，若再小，則變阻器的阻值會不能滿足．
故答案為：（1）R斷路；0.36；（2）電壓；A；（4）當電壓一定時，通過導體中的電流與電阻成反比；（5）2．

點評 本題是探究電流與電阻關系的實驗，考查了控制變量法的應用，電流與電阻的關系及歐姆定律在串聯電路中的應用，能夠根據串分壓的知識判斷滑片的移動方向是解決問題的關鍵．