Question

【題目】在“探究導體中電流跟電阻的關系”的實驗中，實驗器材有學生電源（4 V不變），電流表（0~0.6 A）、電壓表、定值電阻三只（5 Ω、10 Ω、20 Ω各一只），滑動變阻器M、N的規格分別為：“10 Ω 2 A”、“20 Ω 1 A”，開關、導線若干。

(1)請你用筆畫線代替導線，將圖中的實物電路連接完整，要求滑片P向B端移動時電路中電流變大。

（__________）

注意：連接電路的過程中開關應始終________；

(2)實驗過程中，使用不同定值電阻進行探究時，調節滑動變阻器的阻值，要控制________保持不變；

(3)某次實驗中，閉合開關時，電流表示數幾乎為零，電壓表示數為4 V，調節滑動變阻器的阻值，兩電表示數均無明顯變化，電路故障原因可能是________；

(4)排除故障后，更換不同定值電阻進行實驗，記錄實驗數據如表：

實驗次數	1	2	3
電阻/Ω	5	10	20
電流/A	0.40	0.20	0.10

分析表中數據可得到的結論是：____；由數據可知應選擇滑動變阻器_____；（填“M”或者“N”）

(5)為使三個電阻都進行實驗，則電阻R的控制電壓的范圍是________V。

Answer 1

【答案】 斷開 導體R兩端的電壓 電阻R斷路 當電壓一定時，電流和電阻成反比 N 2~3

【解析】

(1)使滑動變阻器與定值電阻串聯，滑片P向B端移動時電路中電流變大，說明滑動變阻器接入電路的阻值減小，故將B接線柱接入電路；在連接電路過程中，為保護電路，開關要處于斷開狀態。

(2)要探究電流與電阻的關系，運用控制變量法。

(3)無論怎樣移動滑動變阻器的滑片，電流表的示數為零，說明電路出現斷路，并且斷路在電壓表兩接線柱之間。

(4)研究電流跟電阻關系時，控制電壓不變，分析電流和電阻的變化關系得出結論；根據表格中數據，用公式計算出導體兩端的電壓；根據串分壓的知識，當定值電阻的阻值最大時，所需的滑動變阻器的阻值也最大，結合歐姆定律的知識計算得出。

(5)根據電流表量程確定電路中的最大電流，根據歐姆定律求電路中的最小電阻和定值電阻的電壓；根據串聯電路電壓的規律和分壓原理確定當最大電阻連入電路時，控制電壓表不變的示數。

(1)[1]將滑動變阻器的B接線柱與定值電阻的右接線柱相連，如下圖所示：

[2]連接電路的過程中，為保護電路，開關應處于斷開狀態。

(2)[3]導體中電流跟電阻和電阻兩端電壓有關，所以實驗中要使用控制變量法，即控制導體R兩端的電壓保持不變。

(3)[4]閉合開關，無論怎樣移動滑片，且電壓表始終為4V，電流表示數為零，說明電壓表串聯在了電路中，電流太小電流表顯示不出來，則故障的原因可能是R斷路。

(4)[5]研究電流跟電阻之間的關系，電流的變化倍數與電阻變化倍數的倒數相等，故可得結論：在電壓一定時，通過導體的電流與導體的電阻成反比。

[6]電壓表的示數保持不變，由表格中數據知

根據串分壓的知識，當定值電阻的阻值最大為25Ω時，所需滑動變阻器的阻值最大，此時電路中電流為0.08A，則滑動變阻器接入的阻值為

因此選擇滑動變阻器N。

(5)[7]由題可知，電流表量程為0~0.6A，故電路中最大電流為0.6A；由可得，電路中的最小電阻，此時定值電阻為R1=5Ω，則定值電阻的最大電壓

根據串聯電路電壓的規律可得

------①，

因為電源電壓、電壓表示數不變，所以左邊為定值，右邊也為定值，當取最大的定值電阻R3=20Ω，變阻器連入電路中的電阻最大為R滑=20Ω時，代入①式得：

解得U表=2V，故為了使三個電阻都進行實驗，定值電阻兩端的控制電壓的范圍是23V。