Question

10．某小組用如圖所示的實驗電路“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、15Ω、20Ω的定值電阻各一個．
（1）滑動變阻器的作用是保持定值電阻兩端電壓不變．
（2）他們將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R₁短路（寫出一條即可）．
（3）將5Ω定值電阻換成10Ω定值電阻，閉合開關，為了保持電壓表的示數不變，應調節變阻器的滑片P向A（填“A”或“B”）移動，記錄此時電表的示數．
（4）將10Ω定值電阻換成15Ω電阻，15Ω電阻再換成20Ω電阻，重復步驟（3）．
（5）實驗中記錄的多組數據如表，分析數據可得出結論：當電壓一定時，通過導體中的電流與電阻成反比．

序號	電阻/Ω	電流/A
l	5.0	0.40
2	10	0.20
3	15	0.13
4	20	0.10

Answer 1

分析 （1）要探究電流和電阻的關系，應保持電阻兩端的電壓不變，改變電阻，根據實驗的目的判斷滑動變阻器的作用．
（2）常見電路故障有斷路與短路，根據電路故障現象分析電路故障原因．
（3）根據串聯電路分壓的規律可知用10Ω的電阻替換5Ω的電阻后電阻兩端電壓的變化情況，再根據串聯電路電壓規律判斷滑動變阻器兩端電壓的變化，進一步確定滑片移動的方向．
（5）電壓一定，電流與電阻成反比．

解答 解：（1）在探究電流與電阻的關系時，要保持電阻兩端的電壓不變，改變電阻，所以滑動變阻器的作用除了保護電路外，主要是在變換電阻時使其兩端的電壓保持不變；
（2）閉合開關S，電流表有示數，說明電路為通路；電壓表無示數，說明電壓表斷路或與電壓表并聯的R₁短路；
（3）用10Ω的電阻替換5Ω的電阻后，由于串聯電路起分壓作用，因此定值電阻兩端電壓變大，即電壓表的示數變大，要保持電壓表示數不變，需增大滑動變阻器兩端電壓，由串聯電路分壓規律可知，需增大滑動變阻器接入電路的阻值，故將滑片向A端移動；
（5）由表格中數據知，電流與電阻的乘積為定值，可得出結論：當電壓一定時，通過導體中的電流與電阻成反比．
故答案為：（1）保持定值電阻兩端電壓不變；（2）R₁短路； （3）電壓；A；（5）當電壓一定時，導體中的電流與導體的電阻成反比．

點評 本題是探究電流與電阻關系的實驗，考查了控制變量法的應用，電流與電阻的關系及歐姆定律在串聯電路中的應用，能夠根據串分壓的知識判斷滑片的移動方向是解決問題的關鍵．