Question

9．小明同學利用電壓表和電流表測量電阻R的阻值（約9Ω左右），電源選用兩節干電池．
（1）用筆畫線代替導線在甲圖中完成實物電路連接，要求滑動變阻器滑片向左移動時，電流表示數增大．
（2）該同學檢查電路連接正確，合上開關，可是無論怎樣移動滑片，電壓表示數總為3V不變，你認為發生故障的原因可能是電阻R斷路（寫出一種即可）．
（3）清除故障后，閉合開關前應將滑動變阻器的滑片置于B端（填“A”或“B”）．小明將滑片P滑到某一位置時，兩表讀數如圖乙所示，由此可知R=10Ω．你認為這個結果可靠嗎？理由是沒有多次測量求平均值來減少誤差．
（4）小明還想探究“電路中電流與電阻的關系”，老師又拿來幾個定值電阻，小明先把10Ω電阻正確連人電路，移動滑動變阻器的滑片使電壓表的示數為1.5V，并讀出電流表此時的示數，緊接著小明用5Ω的電阻替換10Ω的電阻接入電路，接下來他移動滑片的目的是使定值電阻兩端的電壓保持1.5V不變．

Answer 1

分析 （1）根據電源電壓判斷電壓表的量程，根據滑動變阻器滑片向左移動時，電流表示數增大判斷出下接線柱；
（2）電壓表示數總為3V不變，說明電壓表測量的是電源兩端的電壓，尋找可能的原因，一是滑動變阻器短路或被測電阻斷路；
（3）閉合開關前，滑動變阻器要使接入電阻最大；根據電壓和電流算出電阻，在測量電阻的實驗中，應通過滑動變阻器改變電路中的電流，多次測量求平均值，以減小實驗的誤差，因為導體的電阻與電流和電壓無關．
（4）探究電流與電阻的關系實驗，應控制電阻兩端電壓保持不變，用大電阻替換小電阻后，電阻分壓變大，為保持電壓不變，應移動滑片．

解答 解：（1）因為電源為兩節電池，電壓為3V，故電壓表的量程為0-3V；滑動變阻器滑片向左移動時，電流表示數增大，電阻減小，故接左下接線柱，電路連接如圖所示：

（2）移動滑片，電流表示數為0，電壓表示數總為3V，說明電壓表測的是電源電壓，即電阻R斷路；
（3）閉合開關前，滑動變阻器放在電阻最大處即B端；
因為電源為兩節干電池串聯組成電源，由圖乙知：電壓表量程為0～3V，分度值為0.1V，示數為U=2V，電流表量程為0～0.6A，分度值為0.02A，示數為I=0.2A，所以R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2V}{0.2A}$=10Ω；
這個結果不可靠，應多次測量求平均值，以減小實驗的誤差；
（4）探究電流與電阻關系實驗中，應保持電阻兩端電壓不變，將5Ω的電阻改裝成10Ω的電阻，電阻兩端電壓增大，大于1.5V，由電路圖可知，為保持電阻兩端電壓不變，應向右調節滑動變阻器滑片，增大滑動變阻器接入電路的阻值，增大滑動變阻器分壓，使電阻兩端電壓變小，直到電壓表示數為1.5V為止．
故答案為：（1）電路連接如上圖所示；（2）電阻R斷路；（3）B；10；不可靠，沒有多次測量求平均值來減少誤差；（4）使定值電阻兩端的電壓保持1.5V不變．

點評 本題的難點較多，一是電流表量程的選取，二是故障原因的判斷，需要學生在平時的學習中積累方法與技巧．