Question

2．在“探究電流跟電阻關系”的實驗中，小剛設計的實驗電路圖如圖甲所示：
（1）請用筆劃線代替導線，按電路圖將實物連接起來．
（2）小剛連完最后一根導線后就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是連接電路時開關沒有斷開；電路某處接觸不良

（3）連接好電路后，閉合開關，移動滑動變阻器的滑片，使電壓表的示數為2V，記下電流表示數；再將定值電阻R₁由5Ω改接成10Ω的電阻，發現電壓表示數大于（選填“大于”“小于”或“等于”）2V，于是他下一步的操作是：將滑動變阻器的滑片向右（選填“左”或“右”）移動，使電壓表的示數保持2V并記下電流值；再改接20Ω的電阻，重復上述實驗．
（4）實驗時，若電流表示數突然變為0，電壓表示數突然增大，則發生斷路的是電阻R斷路，此實驗得到的結論是：在電壓不變時，通過導體的電流與導體的電阻成反比．
（5）若粗心的逸舟少領了一只電壓表，多領了一只電流表，請在圖乙虛線框內設計一個電路圖，使這個實驗仍然可以進行．

Answer 1

分析 （1）根據電源電壓確定電壓表量程，求出電路的最大電流，確定電流表量程，根據電路圖連接實物圖；
（2）連接電路時，為防止電流過大燒壞電路元件、保護電路，開關應斷開，指針晃動說明電路某處接觸不良；
（3）根據控制變量法，研究電流與電阻的關系時，可知需控制電壓相同，當換上大電阻時，根據分壓原理確定電壓表示數的變化，由串聯電路電壓的規律結合分壓原理確定滑片移動的方向；
（4）若電流表示數突然變為0，說明電路可能斷路；電壓表示數突然增大，說明電壓表與電源連通，則與電壓表并聯的支路以外的電路是完好的，則與電壓表并聯的電阻斷路了；
根據電壓不變時，電流與電阻的關系回答；
（5）若缺少電壓表，則電流表與定值電阻應起到電壓表的作用，將電流表A₂與定值電阻R_定串聯后再與電阻R（電流表A₁測通過R的電流）并聯，在整個過程中，應保持測量定值電阻R_定電流的電流表A₂的示數與定值電阻R_定的乘積不變，即電壓不變．

解答 解：
（1）電源電壓為3V，電壓表選用小量程與電阻R并聯，電路的最大電流I=$\frac{U}{R}=\frac{3V}{5Ω}$=0.6A，電流表選用小量程，根據電路圖連接實物圖，如下圖1所示：

（2）小剛連完最后一根導線后就發現兩個表的指針發生偏轉，說明連接電路時，開關沒有斷開；并且指針總在晃動，說明電路某處接觸不良；
（3）根據串聯分壓原理可知，將定值電阻R₁由5Ω改接成10Ω的電阻，電阻增大，其分得的電壓大于2V，即電壓表示數大于2V；
探究電流與電阻的實驗中應控制電壓不變，為了保持電阻兩端的電壓不變，根據串聯電路電壓的規律可知應增大滑動變阻器分得的電壓，由分壓原理，應增大滑動變阻器連入電路中的電阻，所以滑片應向右端移動，使電壓表的示數為2V．
（4）若電流表示數突然變為0，說明電路可能斷路；電壓表示數突然增大，說明電壓表與電源連通，則與電壓表并聯的支路以外的電路是完好的，則與電壓表并聯的電阻斷路了；
此實驗得到的結論是：在電壓不變時，通過導體的電流與導體的電阻成反比；
（5）若缺少電壓表，需用電流表A₂與定值電阻R_定串聯以代替電壓表；電流表A₁仍然與R串聯，測通過R的電流；兩支路再并聯，并與滑動變阻器串聯在電路中．（主要操作步驟：更換定值電阻R時，調節變阻器的滑片，使A₂示數不變，讀出A₁示數，多次實驗．）
如圖2所示：

故答案為：（1）如圖1所示；
（2）連接電路時，開關沒有斷開；說明電路某處接觸不良；
（3）大于；右；
（4）電阻R斷路；在電壓不變時，通過導體的電流與導體的電阻成反比；
（5）如上圖2所示．

點評 本題探究電流跟電阻關系，考查電路連接、實驗注意事項、操作過程、故障分析、實驗結論及設計實驗方案的能力，綜合性較強．為中考的熱點問題．