Question

18．小明同學在做“探究電流與電壓關系”的實驗時，準備了以下器材：兩節新干電池，電流表、電壓表、滑動變阻器（20Ω  2A）、定值電阻、開關各一個，導線若干．

實驗次數	1	2	3	4	5	6
電壓U/V	0.5	1.0	1.5	2.0	2.5	3.0
電流I/A	0.1	0.2		0.4	0.5	0.6

（1）用筆畫線代替導線，將如圖甲所示實物圖連接完整．
（2）連接完電路．閉合開關前，滑動變阻器滑片P應處于B（選填“A”或“B”）端．
（3）接著，小明閉合開關，發現電流表無示數，電壓表指針有明顯偏轉，原因可能是電阻斷路．
（4）排除故障后，小明繼續實驗，測出定值電阻兩端的不同電壓和對應的電流值如表所示，第3組實驗時電流表的示數如圖乙所示，此時電路中的電流為0.3A．
（5）老師看了一眼表格，指出其中有一組數據是拼湊的，則這組數據是第1組，原因是所需變阻器的阻值大于其最大阻值．小明之所以能夠拼湊數據，是因為他通過其他組實驗數據，求出了定值電阻的阻值為5Ω．

Answer 1

分析 （1）電流表應與燈泡串聯，根據燈泡電阻和電源電壓確定其量程；變阻器注意要一上一下選擇接線柱；
（2）閉合開關前，變阻器的滑片應置于最大阻值處；
（3）電流表無示數，則電路斷路，電壓表指針明顯偏轉，則與電壓表并聯的電阻斷路；
（4）根據電流表的量程和分度值讀出電流表的示數；
（5）計算當電阻兩端電壓最小時所需滑動變阻器的阻值，與變阻器的最大阻值比較得出結論．

解答 解：（1）兩節干電池的電壓為3V，所以電壓表應選擇0～3V的量程，如圖所示：

（2）閉合開關前，變阻器的滑片應置于最大阻值處，即移到圖中的B端；
（3）閉合開關，發現燈泡不亮，電流表指針幾乎不偏轉，說明電路斷路．電壓表示數接近電源電壓，說明電壓表并聯部分斷路，則電路故障的原因可能是電阻斷路．
（4）由表格中數據知，電流表的量程為0～0.6A，所以示數為0.3A；
（5）由表格中任一組數據可求出定值電阻的阻值，由第一組數據知，R=$\frac{U}{I}$=$\frac{0.5V}{0.1A}$=5Ω；
當定值電阻兩端的電壓為0.5V時，變阻器兩端的電壓為：3V-0.5V=2.5V，所以變阻器的阻值：R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{2.5V}{0.1A}$=25Ω＞20Ω，所以利用此滑動變阻器不能完成此組數據．
故答案為：（1）見上圖；（2）B；（3）電阻斷路；（4）0.3；（5）1；所需變阻器的阻值大于其最大阻值；5．

點評 會正確連接實物電路，知道電流表、變阻器的連接方法，會判斷電路的故障，尤其是能根據所提供的實驗裝置來設計相應的實驗，是解答本題的關鍵．