Question

【題目】小彬用如圖所示的實(shí)驗器材探究“電流與電阻的關(guān)系”．電源電壓恒為3V，滑動變阻器上標(biāo)有“20Ω 2A”字樣．阻值分別為5Ω、10Ω、15Ω、50Ω的定值電阻各一個．

（1）請你用筆畫線代替導(dǎo)線，把圖甲所示的實(shí)驗電路補(bǔ)充完整．

（2）小彬?qū)?Ω定值電阻接入電路后，閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)電流表有示數(shù)而電壓表無示數(shù)，則電路中的故障可能是 （寫出一種）；排除故障后，閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片P，使電流表的示數(shù)如圖乙所示，此時電路中的電流為 A．

（3）將5Ω定值電阻換成10Ω定值電阻，閉合開關(guān)，為了保持 表的示數(shù)不變，應(yīng)將滑動變阻器的滑片P向 （選填“A”或“B”）移動，記錄此時各表的示數(shù)．

（4）將10Ω定值電阻換成15Ω定值電阻，重復(fù)步驟（3）．

（5）實(shí)驗記錄的多組數(shù)據(jù)如表所示．分析數(shù)據(jù)可得出結(jié)論：當(dāng)電壓一定時，通過導(dǎo)體中的電流與電阻成 比．

（6）實(shí)驗結(jié)束后，小彬問老師在此實(shí)驗中能否換用50Ω的定值電阻進(jìn)行實(shí)驗？老師指導(dǎo)小彬分析了不能更換的原因．你認(rèn)為其原因是 ．

實(shí)驗次數(shù)	定值電阻（Ω）	電流表示數(shù)（A）
1	5
2	10	0.18
3	15	0.12

Answer 1

【答案】（1）如圖所示；（2）定值電阻R1短路；0.36；（3）電壓；A；（5）反；（6）滑動變阻器最大阻值太小，無法保持電壓表示數(shù)為1.8V．

【解析】

試題分析：（1）電壓表與電阻并聯(lián)，電流表、滑動變阻器與電阻串聯(lián)，滑動變阻器要接一上一下；

（2）根據(jù)電流表和電壓表有示數(shù)進(jìn)行分析具體原因；根據(jù)電流表的量程和分度值讀出電流值；

（3）根據(jù)串聯(lián)電路的分壓特點(diǎn)，換接電阻后，應(yīng)保持電壓表的示數(shù)不變，根據(jù)串分壓的知識判斷滑片的移動方向；

（5）電流與電阻的關(guān)系：電壓一定，電流與電阻成反比；

（6）根據(jù)歐姆定律求出若換用50Ω的定值電阻進(jìn)行實(shí)驗時電路中的最大電流，結(jié)合電流表的量程即可判斷．

解：（1）電壓表與電阻并聯(lián)，由于電源電壓為3V，所以應(yīng)選擇0～3V的量程；滑動變阻器已接了下面一個接線柱，可再接上面任意一個接線柱，如圖所示：

（2）電流表有示數(shù)，電壓表無示數(shù)，說明與電壓表并聯(lián)部分發(fā)生短路，或定值電阻R1短路；由乙圖知，電流表的量程為0～0.6A，分度值為0.02A，示數(shù)為0.36A；

（3）將5Ω電阻換成10Ω后，電壓表的示數(shù)會變大，所以應(yīng)該增大滑動變阻器的阻值，即應(yīng)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(shù)不變；

（5）電流和電阻的關(guān)系為：當(dāng)電壓一定時，通過導(dǎo)體中的電流與電阻成反比；

（6）當(dāng)定值電阻為50Ω時，此時滑動變阻器最大阻值為20Ω，

因為 =，

即===，

所以，定值電阻兩端最小電壓為×3V≈2.1V＞1.8V，無法保持定值電阻兩端電壓始終為1.8V．

故答案為：（1）如圖所示；（2）定值電阻R1短路；0.36；（3）電壓；A；（5）反；（6）滑動變阻器最大阻值太小，無法保持電壓表示數(shù)為1.8V．