Question

2．小堯為探究“電流與電阻的關系”，設計了如圖甲所示的電路，用到的器材有：電源（電壓3V不變），標有”20Ω  1A“字樣的滑動變阻器、電流表、電壓表、三個阻值分別為5Ω、10Ω、15Ω的定值電阻、開關及導線若干．

（1）電路連接完畢，閉合開關前，滑動變阻器的滑片應置于B端（選填”A“或”B“）；
（2）閉合開關，發現電流表示數幾乎為零，電壓表示數不為零，出現這種現象的原因可能是定值電阻R斷路（選填“斷路”或“短路”）；
（3）小堯排除故障后，電路中接入5Ω電阻時，移動滑動變阻器的滑片使電壓表示數為U，此時電流表的示數如圖乙所示；接著用10Ω電阻替換5Ω電阻接入電路再次實驗，此時應將電壓表的示數調為1V，再記錄此時電流表的示數；然后用15Ω電阻替換10Ω電阻繼續實驗，她發現無論如何調節滑動變阻器的阻值，電壓表示數都無法調至U，原因可能是滑動變阻器最大值太小（答一種情況即可）．

Answer 1

分析 （1）閉合開關前，滑動變阻器的滑片應置于最大值處；
（2）電流表示數幾乎為零，說明電路是斷路，電壓表有示數，由此分析判斷；
（3）探究通過導體的電流與電阻的關系時，應控制電阻兩端的電壓不變即電壓表的示數不變；
根據滑動變阻器的最大阻值與定值電阻阻值間的關系，由串聯電路的分壓原理分析電壓表不能達到要求的原因．

解答 解：
（1）為了保護電路，由圖知甲知閉合開關前，滑動變阻器的滑片應置于最大值B端；
（2）閉合開關，發現電流表示數幾乎為零，說明電路可能有斷路，電壓表示數不為零，說明電壓表到電源間是通路，所以故障可能是R斷路了；
（3）電路中接入5Ω電阻時，定值電阻兩端電壓：U=IR=0.2A×5Ω=1V，
探究通過導體的電流與電阻的關系時，應控制電阻兩端的電壓不變，所以用10Ω電阻替換5Ω電阻接入電路，移動滑片P，應使電壓表示數為1V時再記錄此時電流表示數；
由于滑動變阻器的最大阻值太小，把滑動變阻器阻值全部接入電路時，滑動變阻器分得的電壓還是較小，定值電阻兩端的電壓值過高，不能使電阻兩端電壓達到要求的值．
故答案為：（1）B；（2）斷路；（3）1；滑動變阻器最大值太小．

點評 本題考查了實驗的注意事項、電路故障的判斷、歐姆定律以及控制變量法的應用等，要學會熟練運用串聯電路的電流和電壓關系．