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）． 實驗記錄的多組數據如表所示．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比．

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

（5）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 ．

Answer 1

【答案】
（1）解：由于電源電壓為3V，所以應選擇0～3V的量程，電壓表與電阻并聯；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，如下圖所示：

（2）定值電阻R1短路；0.36
（3）電壓；A
（4）反
（5）滑動變阻器最大阻值太小
【解析】解： （2）經上面的分析，電流表有示數而電壓表無示數，則電路中的故障可能是定值電阻R1短路而導致電壓表與導線并聯了；由乙圖知，電流表的量程為0～0.6A，分度值為0.02A，示數為0.36A；（3）將5Ω電阻換成10Ω后，根據分壓原理，電壓表的示數會變大，要保持電壓表示數不變，根據串聯電路電壓的規律，應增大變阻器分得的電壓，根據分壓原理，應該增大滑動變阻器連入電路中的阻值，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；（4）由表中數據，根據歐姆定律有U=IR=0.36A×5Ω=0.18A×10Ω=0.09A×20Ω=1.8V，縱向比較表中數據，電阻為原來的幾倍，通過的電流為原來的幾分之一，所以得出的結論是：當電壓一定時，通過導體中的電流與電阻成反比；（5）因電壓表示數保持1.8V不變，變阻器分得的電壓U滑=3V﹣1.8V=1.2V，變阻器分得的電壓是定值電阻電壓的 ，根據分壓原理，變阻器連入電路中的阻值為R滑= ×50Ω=33.3Ω，即為完成實驗，變阻器的最大阻值至少為33.3Ω，大于現有變阻器的最大阻值，所以不能完成這個實驗． 所以答案是：（1）如圖所示；（2）定值電阻R1短路；0.36；（3）電壓；A；（4）反；（5）滑動變阻器最大阻值太小．
【考點精析】利用歐姆定律及其應用對題目進行判斷即可得到答案，需要熟知歐姆定律的應用： ① 同一個電阻，阻值不變，與電流和電壓無關 但加在這個電阻兩端的電壓增大時，通過的電流也增大．（R=U/I） ② 當電壓不變時，電阻越大，則通過的電流就越小．（I=U/R） ③ 當電流一定時，電阻越大，則電阻兩端的電壓就越大．（U=IR）．