Question

【題目】小彬用如圖甲所示的實驗器材探究“電流與電阻的關系”。電源電壓恒為3V，滑動變阻器上標有“20Ω　2A”字樣，阻值分別為5Ω、10Ω、20Ω、50Ω的定值電阻各一個。

(1)請你用筆畫線代替導線，把圖甲所示的實驗電路補充完整。_____

(2)小彬將5Ω定值電阻接入電路后，閉合開關，發現電流表有示數而電壓表無示數，則電路中的故障可能是__________________（寫出一種）；排除故障后，閉合開關，調節滑動變阻器的滑片P，使電流表的示數如圖乙所示，此時電路中的電流為____________A。

(3)將5Ω定值電阻換成10Ω定值電阻，閉合開關，為了保持_____________表的示數不變，應將滑動變阻器的滑片P向____________（選填“A”或“B”）移動，記錄此時各表的示數。

(4)將10Ω定值電阻換成20Ω定值電阻，重復步驟(3).

(5)實驗記錄的多組數據如表所示。分析數據可得出結論：______________________________________。

實驗次數	定值電阻（Ω）	電流表示數（A）
1	5
2	10	0.18
3	20	0.09

(6)實驗結束后，小彬問老師在此實驗中能否換用50Ω的定值電阻進行實驗？老師指導小彬分析了不能更換的原因。你認為其原因是________。

(7)小彬若要使用上述的四個定值電阻完成四次實驗，在現有器材不變的情況下，請你幫小彬設計可行的方案：____________________________________。

Answer 1

【答案】 定值電阻R1 短路 0.36 電壓 A 當電壓一定時，通過導體中的電流與電阻成反比 滑動變阻器最大阻值太小，無法保持電壓表示數為1.8V 分別將5Ω、10Ω、20Ω、50Ω的定值電阻接入電路中，通過改變滑動變阻器的阻值，控制電阻兩端的電壓為2.5V不變，并分別記下電流表的示數，記入表格，分析得出結論

【解析】

(1)[1]根據題意知道，電壓表與電阻并聯，由于電源電壓為3V，所以，應選擇0～3V的量程；滑動變阻器已接了下面一個接線柱，可再接上面任意一個接線柱，電路如下圖

(2)[2]電流表有示數，電壓表無示數，說明與電壓表并聯部分發生短路，即定值電阻R1 短路。

[3]由乙圖知道，電流表的量程為0～0.6A，分度值為0.02A，示數為0.36A。

(3)[4][5]由控制變量法知道，探究“電流與電阻的關系”時，應保持電阻將兩端電壓不變，當5Ω電阻換成10Ω后，由串聯分壓知道，電壓表的示數會變大，所以，應該增大滑動變阻器的阻值，即應將滑動變阻器的滑片P向A移動，使電壓表仍為原來的示數不變。

(5)[6]分析實驗記錄的多組數據知道，電流和電阻的關系為：當電壓一定時，通過導體中的電流與電阻成反比。

(6)[7]當定值電阻為50Ω時，此時滑動變阻器最大阻值為20Ω，因為 ，即

定值電阻兩端最小電壓為

無法保持定值電阻兩端電壓始終為1.8V。

(7)[8]由以上計算知道，當滑動變阻器的阻值最大時，定值電阻兩端的電壓最小為：

所以，可分別將5Ω、10Ω、20Ω、50Ω的定值電阻接入電路中，通過改變滑動變阻器的阻值，控制電阻兩端的電壓為2.5V不變，并分別記下電流表的示數，記入表格，分析得出結論。