Question

11．在探究“電流跟電壓、電阻關系”的過程中，某同學按如圖所示的電路圖連接實物后，該同學做如下步驟：
步驟1：保持定值電阻R的阻值不變，閉合開關S后，使R兩端的電壓成倍數變化，如2V、4V、6V，分別讀出并記錄對應于不同電壓下的電流表示數，比較每次電流表的示數是否成整數倍的變化．
步驟2：保持每次定值電阻兩端電壓保持不變，換用不同的定值電阻，使電阻成整數倍的變化，如5Ω、10Ω、15Ω，分別讀出并記錄對應于不同阻值的電流表的示數，比較每次的電阻值與電流值的乘積是否相等．
（1）當某同學在按“步驟2”做時，選一個“5Ω”的電阻，測得電流表示數為0.2A，當換“10Ω”來做時，發現電流表的示數不是0.1A（不考慮溫度對電阻的影響），你認為電流表的讀數將會是大于（填“大于”或“小于”）0.1A，然后通過移動變阻器滑片達到實驗目的．
（2）如果把“5Ω”的電阻換成“10Ω”，該同學無論如何移動滑動變阻器的滑片，發現電壓表讀數都達不到自己想要的數值，請你提出一個建議來幫助該同學：可更換最大阻值較大的滑動變阻器或降低電源電壓．
（3）閉合開關S后，該同學發現電壓表的示數等于電源電壓值，造成此現象的可能原因是：滑動變阻器短路或定值電阻斷路．

Answer 1

分析 （1）研究電流與電阻的關系時，要保持電壓不變，先根據歐姆定律求出電壓表的示數，當換上較大的電阻時，根據分壓原理判斷電壓表的示數變化，由歐姆定律確定電流的范圍；
（2）根據串聯電路電壓的規律，從判斷變阻器分得的電壓大小找出解決問題的措施；
（3）常見電路故障有斷路與短路，根據電路的連接與電路故障現象分析電路故障原因；

解答 解：（1）以5歐電阻做實驗時，電壓是U₁=I₁R₁=0.2A×5Ω=1V；當換為10歐電阻時，根據分壓原理，10歐電阻兩端電壓增大，定值電阻的電阻大于1V，此時通過的電流大小I₂=$\frac{{U}_{2}}{{R}_{2}}$＞$\frac{1V}{10Ω}$=0.1A，因此當換“10Ω”來做時，電流表的讀數將大于0.1A．
（2）研究電流與電阻的關系時，要保持電壓不變，當接上阻值為10Ω的定值電阻R₂，電壓表示數變大，若發現無論如何移動滑動變阻器的滑片都無法達到自己想要的值（定值電阻兩端電壓達到1V），根據串聯電路電壓的規律，變阻器分壓較小，或電源電壓較大，因此可更換最大阻值較大的滑動變阻器或降低電源電壓；
（3）定值電阻與滑動變阻器串聯，電壓表與定值電阻并聯，測定值電阻電壓，如果滑動變阻器短路或定值電阻斷路，則電壓表直接接在電源兩端，測電源電壓，閉合開關，電壓表示數等于電源電壓．
故答案為：（1）大于；
（2）可更換最大阻值較大的滑動變阻器或降低電源電壓；
（3）滑動變阻器短路或定值電阻斷路．

點評 本題電流與電阻的關系，考查操作過程、反常現象的分析與處理及對常見故障的判斷等知識，有一定難度．