Question

11．小紅利用如圖甲所示的電路探究“電流與電阻的關系”．已知電源電壓為6V且保持不變，有三種規格滑動變阻器可供選擇：0～40Ω，0～30Ω，0～20Ω，用到的電阻R的阻值分別為25Ω、20Ω、15Ω、10Ω、5Ω，實驗中控制電阻R兩端的電壓為2.5V不變．
（1）請根據圖甲，用筆畫線代替導線將圖乙所示的實物電路連接完整；
（2）連好電路閉合開關，發現無論怎樣移動滑動變阻器的滑片，電壓表有示數，電流表沒有示數，則故障可能是定值電阻R處斷路；
（3）排除故障后實驗中將定值電阻R的阻值由25Ω依次更換為20Ω、15Ω、10Ω、5Ω，為使電壓表的示數不變，則每次閉合開關后都應該將滑動變阻器的滑片P依次向左移動（選填“左”或“右”）．
（4）步驟（2）中故障未排除，將乙圖中的電阻換成標有“2.5V”完好的小燈泡，調節滑動變阻器后小燈泡能發光（選填“能”或“不能”）．

Answer 1

分析 （1）將滑動變阻器串聯在電路中，且要接一上一下，將電壓表與電阻并聯，根據電阻兩端的電壓確定電壓表的量程；
（2）電流表沒有示數，則電路斷路，電壓表有示數，則與電壓表并聯的電路斷路；
（3）定值電阻減小時，兩端電壓相應減小，為保持電壓一定，必須調節滑動變阻器滑片，使其接入電路電阻相應變化；
（4）將電阻換為燈泡后，電路完好，可調節小燈泡正常發光．

解答 解：
（1）由于電源電壓為6V，所以，電壓表選擇0～15V量程，滑動變阻器已經連接了左下面的接線柱，上面連接哪一個都可以；如圖所示：

（2）電流表無示數，說明電路發生斷路，電壓表有示數，說明除定值電阻以外的電路都是通路，所以定值電阻斷路；
（3）將定值電阻R的阻值由25Ω依次更換為20Ω、15Ω、10Ω、5Ω時，兩端電壓相應減小，為保持電阻兩端電壓不變，必須使滑動變阻器接入電路的電阻相應減小，由圖知，滑片必須向左移動；
（4）由于上面故障是電阻斷路，更好小燈泡后，電路完好，電源電壓超過小燈泡的額定電壓，在滑動變阻器的作用下，可使其正常發光．
故答案為：
（1）電路連接如圖所示；（2）定值電阻R處斷路；（3）左；（4）能．

點評 本題是探究電流與電阻的關系實驗，考查了電壓表和滑動變阻器的連接、電路故障的分析，解決此題第3、第4小題的關鍵是利用串聯電路電阻兩端電壓與其阻值成正比；分析電路故障，應按照電流表或電壓表出現的示數異常分別判斷．