Question

13．實驗小組在探究電流與電阻的關系時，用到如下器材：電源、電流表、定值電阻若干個，滑動變阻器，開關、導線若干．設計的電路如圖所示．
（1）實驗過程中應通過調整滑動變阻器，使電阻R兩端的電壓保持不變保持不變；
（2）下面是他們獲取的部分實驗數據，分析這些數據，可以得出：電壓一定時，電流與電阻成反比；

電阻R1/Ω	5	10	15	20	25
電流I/A	1.00	0.50	0.35	0.25	0.20

（3）在實驗過程，若電壓表示數變為0，電流表示數增大，則產生的故障原因可能是R₁短路；若電流表示數變為0，電壓表示數突然增大，則產生的故障原因可能是R₁斷路．

Answer 1

分析 （1）探究電流與電阻的關系時，需保持電阻兩端電壓不變；
（2）在探究“電流與電阻的關系”時，要采用控制變量法進行實驗，即電壓不變時探究電流與電阻的關系；
（3）當電阻短路時，電路總電阻變小，電路電流變大，電流表示數變大，與電阻并聯的電壓表示數為零；
電流表示數為零，說明電路發生了斷路，電壓表示數突然增大，說明電壓表的正負接線柱與電源兩極相連．

解答 解：（1）實驗過程中應通過調整滑動變阻器，使電阻R兩端的電壓保持不變；
（2）分析表1數據可知，控制電阻兩端的電壓不變，電流變化的倍數等于電阻變化倍數的倒數，故可得結論是：電壓一定時，電流與電阻成反比；
（3）當R₁短路時，電路總電阻變小，電路電流變大，電流表示數變大，與電阻并聯的電壓表示數為零；
電流表示數為零，說明與電流表串聯的元件至少一處發生斷路；電壓表原來測量R₁斷路兩端電壓，突然示數變大，說明與電壓表串聯的元件是通路，電壓表測量電源電壓．所以故障為R₁斷路．
故答案為：（1）電阻R兩端的電壓保持不變；（2）電壓一定時，電流與電阻成反比；（3）R₁短路；R₁斷路．

點評 此題是探究電流和電阻的關系，注意控制變量法在此實驗中的應用．考查了滑動變阻器的使用，難點是電路的設計．