Question

16．小明在做“探究電流跟電阻的關系”的實驗時所使用的電源是3節新干電池串聯組成，所使用的滑動變阻器的銘牌上有“20Ω  2A字樣”他按照如圖的電路圖連接電路
他在連接電路時開關應該處于斷開（選填“斷開”或“閉合”）狀態，電路連接好后，他應該將滑動電阻器的滑片置于最右（選填“左”或“右”端，他連接好電路，閉合開關時發現，電壓表的指針明顯偏轉而電流表的指針沒有偏轉，原因可能是：電阻R斷路，他排除故障后再次閉合開關，發現電流表的指針往左偏，原因是：電流表的正負接線柱接反了．他正確連接好電路后，先將5Ω的電阻接入電路調節滑動變阻器的滑片，使電壓表的示數為2V并記下電流表的示數，然后他收下5Ω的電阻再將10Ω的電阻接入電路，接下來他應該進行的操作是移動滑片，使電壓表示數保持2V不變．當他再把10Ω的電阻換成20Ω時，無論怎么調節滑動變阻器的滑片，都無法使電壓表的示數為2V，原因是：滑動變阻器最大阻值偏小．

Answer 1

分析 （1）為保護電路，連接電路時開關應該處于斷開狀態；
（2）電路連接好后，他應該將滑動電阻器的滑片置于阻值最大處；
（3）電壓表指針有明顯偏轉說明電壓表兩接線柱與電源正負極之間是通路，怎樣移動滑動變阻器電流表指針幾乎不動說明電路斷路，即電壓表并聯的部分斷路；
（4）閉合開關，發現電流表的指針往左偏，原因是電流表的正負接線柱接反了；
（5）在探究電流和電阻的關系時，要保持電阻兩端的電壓不變；
（6）滑動變阻器最大阻值太小，滑動變阻器的最大分壓太小，無論怎么調節滑動變阻器的滑片，都無法使電壓表的示數為2V．

解答 解：（1）為保護電路，連接電路時開關應該處于斷開狀態；
（2）電路連接好后，他應該將滑動電阻器的滑片置于阻值最大處即最右端；
（3）無論怎樣移動滑動變阻器，電流表指針幾乎不動，而電壓表指針有明顯偏轉，則造成這一故障的原因可能是定值電阻R斷路；
（4）閉合開關，發現電流表的指針往左偏，原因是電流表的正負接線柱接反了；
（5）先將5Ω的電阻接入電路調節滑動變阻器的滑片，使電壓表的示數為2V并記下電流表的示數，然后他收下5Ω的電阻再將10Ω的電阻接入電路，接下來他應該進行的操作是移動滑片，使電壓表示數保持2V不變；
（6）實驗中，當把10Ω的電阻換成20Ω時，根據串聯分壓特點可知$\frac{{U}_{1}}{{U}_{2}}$=$\frac{{R}_{1}}{{R}_{2}}$，則$\frac{2V}{4.5V-2V}$=$\frac{20Ω}{{R}_{滑}}$，解得R_滑=25Ω＞20Ω，所以滑動變阻器的最大阻值偏小，無論怎么調節滑動變阻器的滑片，都無法使電壓表的示數為2V．
故答案為：斷開；右；電阻R斷路；電流表的正負接線柱接反了；移動滑片，使電壓表示數保持2V不變；滑動變阻器的最大阻值偏小．

點評 此題是探究電流和電阻的關系，實驗中應用了控制變量法，解題時注意該方法的應用．