Question

【題目】某同學為了探究“電流與電壓、電阻的關系”，設計了如圖甲的實驗電路，她在實驗室找到如下實驗器材：電壓恒為3V的電源，電流表、電壓表各一只，一個開關，阻值分別為、、、、的定值電阻各一個，“”“ ”“ ”三種規格的滑動變阻器，導線若干．

請你用筆畫線代替導線，將圖乙中的實物連接完整．

閉合開關前，應將滑動變阻器滑片滑到最______端選填“左”或“右”．

閉合開關，同學發現電流表無示數，電壓表指針有明顯偏轉，原因可能是______

故障排除后，同學首先“探究電流與電阻關系”，先把的電阻接入電路，移動滑變阻器滑片，使電壓表示數為2V，讀出電流表示數后，斷開開關，她拆下的電阻，改換成阻值為的電阻繼續做實驗，接下來她應將變阻器滑片向______端選填“左”或“右”移動。使用所有定值電阻完成這次探究實驗，應選擇滑動變阻器的規格為_________。

同學把的電阻接入電路中，來探究“電流與電壓的關系” 她通過調節滑動變阻器的滑片P，測出通過定值電阻R的不同電流和對應的電壓值，并記錄在下表中。分析數據得到的結論是_______。

實驗次數	1	2	3	4	5
電壓
電流

實驗結束后，某同學向老師提出可以用小燈泡來代替定值電阻，進行“電流與電壓關系”的實驗探究，老師指出這個實驗操作是不可行的，原因是______．

明明利用上述實驗電路，完成了“測未知電阻Rx的阻值”實驗

將待測電阻Rx接入電路，移動滑動變阻器滑片。記錄電流表、電壓表的示數．

把第三次測量時，圖乙所示的電壓表示數填入表中相應的位置．

實驗次數	電壓	電流
1
2
3	___

處理表中記錄的各次實驗數據，得出未知電阻Rx的阻值為______ ．

另有同學設計了下列二種測量方案，方案中定值電阻的阻值為．

方案一的電路中，閉合開關S，如果電壓表和的讀數分別為和，則電阻的阻值表達式為______；

方案二的電路中，閉合開關S，如果電流表和的讀數分別為和，則電阻的阻值表達式為______．

Answer 1

【答案】 右 R斷路 右 “” 電阻一定時，電流與電壓成正比 燈絲電阻受溫度影響 2.4 5

【解析】（1）探究“電流與電壓、電阻的關系”，應將電壓表并聯在電阻R兩端，因電源為2節干電池，故電壓表選用0~3V量程。滑動變阻器的接線柱采用“一上一下”方式連入電路中，連圖如下：

（2）閉合開關前，應將滑動變阻器滑片置于阻值最大位置，所以滑到最右端。

（3）閉合開關，同學發現電流表無示數，則可能是電路斷路，電壓表指針有明顯偏轉，原因可能是R斷路。

（4）“探究電流與電阻關系”，應保持電阻兩端電壓一定，拆下的電阻，改換成阻值為的電阻繼續做實驗，閉合開關，電壓表的示數會變大，應增大滑動變阻器的阻值，將滑動變阻器滑片向右移動，使電壓表示數不變為2V。

電阻兩端電壓始終保持2V不變，根據串聯電路的電壓規律，滑動變阻器分得的電壓U滑=U總-U=3V-2V=1V， 。

當接入最大的60Ω電阻時，滑動變阻器連入電路中的電阻為，

因此，使用所有定值電阻完成這次探究實驗，應選擇滑動變阻器的規格為“30Ω 2A”。

（5）把的電阻接入電路中，來探究“電流與電壓的關系”， 分析數據可得：電阻一定時，電流與電壓成正比。

（6）探究“電流與電壓的關系”，應控制電阻不變。由于燈絲電阻受溫度影響，隨溫度升高而增大，因此用小燈泡來代替定值電阻進行實驗不可行。

（7）（B）第三次測量時，電壓表示數如圖乙，因為電壓表量程為0~3V，所以電壓表示數為2.4V；

（C）由可得，三次實驗所測電阻值分別為； ；

；由此可得未知電阻Rx的阻值為。

（D）①方案一：根據串聯電路各處的電流相等， ，

由歐姆定律可得，未知電阻 。

②方案二：閉合開關S，電阻R0與Rx并聯，電流表A1測干路電流，電流表A2測通過電阻R0的電流，電流表和的讀數分別為和，則電阻Rx兩端的電壓Ux=U0=I2R0，

由并聯電路的電流關系可得，通過電阻Rx的電流Ix=I1–I2，

所以電阻Rx的值 。