Question

17．在“探究電流跟電阻關系”的實驗中，小明設計的實驗電路圖如圖甲所示，已知電源電壓為可調式電源，實驗前先調至3V，滑動變阻器上標有“15Ω 1A”字樣，5Ω、10Ω、20Ω的定值電阻各一只．

（1）請用筆畫線代替導線，按電路圖將圖乙所示的實物電路對應補充完整；
（2）小明先接入5Ω的定值電阻，連接完最后一根導線后就發現電流表和電壓表都有示數，且一直不太穩定，造成上述現象的原因分別是連接電路時開關未斷開、電路中接觸不良；
（3）排除故障后，移動滑動變阻器的滑片，使電壓表的示數為1.5V，讀出并記下此時的電流值；斷開開關再將阻值為5Ω的電阻改接成阻值為10Ω的電阻，閉合開關后發現電壓表示數大于1.5V，于是他下一步的操作是：將滑動變阻器的滑片向左（左/右）移動，使電壓表示數為1.5V并記下電流值：可當他再將10Ω的電阻改接成20Ω的電阻重復上述實驗時，卻發現無論怎樣移動滑片，電壓表的示數總不能達到1.5V，為了不至于讓前兩組數據失效，并順利測出第三組實驗數據，小明做了適當調整完成了實驗．他進行的調整是將其它定值電阻串聯接入電路中：解決該問題后，分析實驗數據得到的結論是電壓一定時，電流與電阻成反比．

Answer 1

分析 （1）分析圖甲所示電路圖，明確各電路元件的連接方式，然后連接電路圖；
（2）連接電路時開關應該是斷開的，否則會出現損壞儀器的現象；
（3）當將電阻由5Ω更換為10Ω后，定值電阻阻值變大，定值電阻分壓變大，滑動變阻器分壓變小，為保證電阻兩端電壓不變，應移動滑動變阻器滑片，使滑動變阻器接入電路的阻值變大，使電阻兩端電壓減小；根據串聯電路特點及歐姆定律求出，定值電阻為20Ω時，滑動變阻器接入電路的阻值，根據該阻值分析實驗現象原因．

解答 解：（1）由電路圖甲可知，滑動變阻器應串聯接入電路，且用右半部分電阻線，電壓表并聯在電阻兩端，根據電路圖連接實物電路圖，如圖所示：

（2）連接電路時，開關應該是斷開的，連接完最后一根導線后發現兩個表的指針發生偏轉，并且指針總在晃動，造成上述現象的原因可能是：①連接電路時開關沒有斷開；②電路中接觸不良；
（3）定值電阻由5Ω更換為10Ω后，定值電阻分壓變大，大于原來的電壓1.5V，為保持定值電阻兩端電壓1.5V不變，由電路圖可知，應向左移動滑動變阻器滑片，增大滑動變阻器接入電路的阻值，增大滑動變阻器的分壓，使定值電阻兩端電壓減小到原來的值1.5V，保持電阻兩端電壓不變；
將10Ω的電阻改接成20Ω的電阻重復上述實驗時，據串聯電路特點可知，電阻變大，電阻兩端的電壓也變大，無論怎樣移動滑片，電壓表的示數總不能達到1.5V，說明滑動變阻器的最大阻值偏小，要想繼續完成實驗，可將其它定值電阻串聯接入電路中，達到分壓目的；分析實驗數據得到的結論是：在電壓一定時，電流與電阻間的關系．
故答案為：（1）如圖；（2）連接電路時開關未斷開；  電路中接觸不良；（3）左； 將其它定值電阻串聯接入電路中；（4）電壓一定時，電流與電阻成反比．

點評 題考查了連接實物電路圖、電路故障分析、滑動變阻器的調節、實驗現象分析、分析實驗結論等問題，實驗中應用了控制變量法；第（3）小題是本題的難點，知道實驗過程中應控制定值電阻兩端的電壓不變，分析清楚電路結構、掌握串聯電路特點是正確解題的基礎與關鍵．