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2.如圖甲,在小紅同學設計的“探究電流與電阻關系”的實驗中.
(1)當小紅同學閉合開關后,發現電流表無示數,電壓表有示數且大小接近電源電壓,則電路中出現的故障可能是定值電阻R發生了斷路(選填“短路”或“斷路”).
(2)排除故障后,移動滑動變阻器滑片P,當電壓表示數為2V時,記下電流表示數.當將原來5Ω的電阻換成10Ω的電阻后,電壓表示數如圖乙所示.要使電壓表示數保持2V不變,應將滑動變阻器的滑片P向A(選填“A”或“B”)端移動.
(3)小剛在做此實驗時,測得數據如表所示,分析表中數據不能得出“電流和電阻成反比”的結論.原因是沒有移動變阻器滑片,使電壓表示數保持不變.
  實驗次數    1    2    3
  電阻/Ω    5    10    15
  電流/A    0.3    0.2    0.14

分析 (1)小紅同學閉合開關后,發現電流表無示數,說明電路可能斷路;電壓表有示數且大小接近電源電壓,說明電壓表與電源連通,則可判斷出與電壓并聯之外的電路是完好的,則與電壓表并聯的定值電阻可能斷路了;
(2)探究電流與電阻關系時,要控制不同電阻的電壓保持不變,先根據分壓原理確定電壓表示數的變化,再由串聯電路電壓的規律確定滑片移動的方向;
(3)根據歐姆定律求出電壓表的示數,據此分析解答.

解答 解:(1)經分析,小紅同學閉合開關后,發現電流表無示數,電壓表有示數且大小接近電源電壓,則電路中出現的故障可能是定值電阻R發生了斷路,導致電壓表串聯在電路中了;
(2)換上10Ω的電阻時(變阻器滑片位置不動),根據分壓原理,電壓表示數將增大,因探究電流與電阻關系時,要控制不同電阻的電壓保持不變,根據串聯電路電壓的規律,應增大變阻器的電壓,由分壓原理,就應增大變阻器連入電路中的電阻大小,故滑片向A端移動,直到電壓表示數為原來的大小;
(3)在第1次實驗中,定值電阻的電壓U1=I1R1=0.3A×5Ω=1.5V;在第2次實驗中,定值電阻的電壓
U2=I2R2=0.2A×10Ω=2V;在第3次實驗中,定值電阻的電壓U3=I3R3=0.14A×15Ω=2.1V.小剛在做此實驗時,測得數據如表所示,分析表中數據不能得出“電流和電阻成反比”的結論是因為:沒有移動變阻器滑片,使電壓表示數保持不變.
故答案為:(1)斷路;
(2)A;
(3)沒有移動變阻器滑片,使電壓表示數保持不變.

點評 本題 探究電流與電阻關系,考查常見故障的分析、操作過程、歐姆定律及控制變量法的運用等知識,難度一般.

練習冊系列答案
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速度v/(m/s)100200300400500
阻力f/N0.3×1041.2×1042.7×1044.8×1047.5×104
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【猜想與假設】導體中的電流可能與導體兩端的電壓成正比,與導體的電阻成反比
【設計并進行實驗】
(1)在探究“導體中的電流跟它兩端電壓的關系”的實驗中,滑動變阻器的作用是保護電路和改變定值電阻兩端電壓.
(2)小英同學探究“導體中的電流與電阻的關系”時,進行創新實驗,除了與原有實驗所必須的器材相同外,沒領電壓表,而是多領了一只電流表,并設計出如圖所示的電路圖,進行實驗.
①接電路,調節滑動變阻器,讀出電流表A1與A2的示數分別記為I1和I2
②把定值電阻R2換成R3,調節滑動變阻器使電流表A1的示數為I1,使R3兩端的電壓不變.記錄此時電流表A2的示數為I3
③把定值電阻R3換成R4,重復上一步驟進行實驗;
④分析數據得出電流與電阻的關系.

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