Question

【題目】小明用如圖所示電路探究“電流與電阻的關系”．器材如下：電壓為3V的電源，標有“20Ω 2A”字樣的滑動變阻器，阻值為5Ω、10Ω、20Ω的定值電阻各一個，電流表、電壓表、開關和導線．

（1）小明連接電路后，閉合開關，移動滑動變阻器的過程中發現，電流表的示數變大時，電壓表的示數反而減小，電流表的示數變小時，電壓表的示數反而增大．經檢查所有器材均完好．你認為出現上述實驗現象的原因是______；

（2）小明把5Ω的電阻接入電路，變阻器的滑片P移到阻值最大處，閉合開關S，發現電流表有示數而電壓表無示數，則電路的故障可能是______（寫出一種）．排除故障后，閉合開關，調節滑片P到適當位置，記錄電流表的示數；

（3）斷開開關S，小明用10Ω的電阻替換5Ω的電阻，馬上閉合開關S，為了保持電壓表的示數不變，應將滑片P從原位置向______端（選填“A”或“B”）移動．但老師指出此操作不妥，你認為應補充的操作是：______；

（4）實驗數據如上表，可得出結論：______；

（5）當小明改用50Ω的電阻繼續實驗時，發現無論怎樣移動滑動變阻器滑片，都無法使電壓表示數達到實驗要求的值，你認為“電壓表的示數無法達到實驗要求的值”的原因可能是（_______）

A．滑動變阻器的最大阻值太大 B．電壓表量程選小了

C．滑動變阻器的最大阻值太小 D．電壓表量程選大了

Answer 1

【答案】電壓表并聯在滑動變阻器兩端 電阻R短路或電壓表斷路或電壓表短路 B 閉合開關前應將滑片移至阻值最大處 當電壓一定時，電流與電阻成反比 C

【解析】

(1)當電路電流增大時，滑動變阻器接入電路的阻值減小，根據串聯電路的分壓特點可知，滑動變阻器分得的電壓減小；當電路電流減小時，滑動變阻器接入電路的阻值增大，根據串聯電路的分壓特點可知，滑動變阻器分得的電壓增大；因此電壓表與滑動變阻器并聯，即電壓表測量滑動變阻器兩端電壓。(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，說明電壓表短路或與電壓表并聯的R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，由串聯電路分壓原理可知，需增大滑動變阻器接入電路的阻值，故將滑片向B端移動；用10Ω的電阻替換5Ω的電阻后，電壓表示數變大，因此電壓表可能被燒壞，更換電阻后，應先將滑動變阻器的滑片P處于最大阻值處，再閉合開關，移動滑片P使電壓表的示數為原來電壓值；（4）由表格中數據知，電流與電阻的乘積為定值，可得：當電壓一定時，通過導體中的電流與電阻成反比；(5)改用50Ω的電阻時，則滑動變阻器兩端的電壓為：U滑＝3V2V＝1V，

,即所以R滑＝25Ω分析知，可能是小明選用的滑動變阻器最大阻值太小，故選C.