Question

【題目】同學們在“探究電流與電阻關系”實驗中，準備了以下器材：新干電池4節、規格為“25Ω 1A”的滑動變阻器、開關、電流表、電壓表（兩只電表均只能使用小量程）、導線若干，定值電阻的阻值分別為10Ω、15Ω、20Ω。

（1）請你用筆畫代替導線，將圖甲所示的電路連接完整__________。

（2）閉合開關后電壓表有示數，電流表示數幾乎為零，則電路中可能出現了_____（短路/斷路）。

（3）本實驗中電壓表的作用是：每次更換電阻時，通過移動滑動變阻器的滑片，確保_____；

（4）同學們電路連接無誤后，先用10Ω電阻進行實驗，移動滑動變阻器滑片，電流表示數如圖乙所示，讀數為_____A；當他們換電阻繼續實驗時，發現實驗進行不下去了，用所學的知識分析，存在的問題是_____（只寫一種），在不增加其他器材的情況下解決問題最簡便的方法是：_____；

（5）解決上述問題完成了實驗，記錄數據如圖丙，結論是_____。

Answer 1

【答案】 斷路 電阻兩端電壓一定 0.2 變阻器最大電阻太小 換用最大阻值不小于40Ω的滑動變阻器（或減小電源電壓） 電壓一定時，電流與電阻成反比

【解析】解：（1）由（4）知，電流表示數如圖乙所示，電流表選用小量程，分度值為0.02A，讀數為0.2A；根據歐姆定律，電壓表示數為：U=IR=0.2A×10Ω=2V，故電壓表選用小量程與電阻并聯；研究電流與電阻關系時，要控制電壓表示數不變，故換上大電阻時，由歐姆定律，電流變小，故電流表選用小量程與電阻串聯；

如下所示：

（2）經分析，閉合開關后電壓表有示數，電流表示數幾乎為零，則電路中可能出現了斷路；

（3）研究電流與電阻關系時，要控制定值電阻的電壓（電壓表示數）一定，故本實驗中電壓表的作用是：每次更換電阻時，通過移動滑動變阻器的滑片，確保電阻兩端的電壓一定；

（4）由串聯電路電壓的規律，變阻器分得的電壓：U滑=6V﹣2V=4V，變阻器分得的電壓為電壓表示數的倍，根據分壓原理，當接入20Ω電阻時，變阻器連入電路中的電阻為：R滑=2×20Ω=40Ω，故為了完成整個實驗，即保持電壓表示數為2V不變，應該選取最大阻值至少40Ω的滑動變阻器，而題中“25Ω 1A”的滑動變阻器的最大電阻為25Ω，即使滑動變阻器的最大電阻連入，電壓表示數也大于2V，無法完成實驗。在不增加其他器材的情況下解決問題最簡便的方法是：換用最大阻值不小于40Ω的滑動變阻器（或減小電源電壓）；

（5）由如圖丙可知，電流隨電阻倒數的變化關系為一過原點的直線，即電流與電阻的倒數成正比例函數，故得出的結論是：電壓一定時，電流與電阻成反比。