Question

【題目】在“探究電流與電阻的關系”的實驗中，提供的器材如下：電源電壓恒為4.5V，五個定值電阻R1（5Ω）、R2（10Ω）、R3（15Ω）、R4（20Ω）、R5（25Ω），標有“50Ω1A”的滑動變阻器R、電壓表（可用量程：0～3V、0～15V）、電流表（0～0.6A）、開關各1只，導線若干。

(1)小趙同學設計了如圖甲所示的實驗電路，電路連接完畢，閉合開關S，發現電流表有示數，電壓表無示數。若電路故障只出現在R1和R上，則電路故障是______；

(2)排除電路故障后，將滑動變阻器的滑片P移到最______端，閉合開關，調節滑片P，使電壓表的示數為2.5V時，電流表的示數應為______A；

(3)分別用定值電阻R2、R3、R4、R5依次替換R1，重復(2)的實驗步驟。根據實驗所得的五組數據繪制出I-R圖象，如圖乙所示，由圖象可得出的結論是：______；

(4)完成步驟(2)后，若保持滑片P位置不變，斷開開關，用R2替換R1，閉合開關，發現電壓表示數______2.5V（選填“大于”或“小于”），應向______（選填“左”或“右”）移動滑片P才能達到實驗要求；

(5)為完成該實驗探究，滑動變阻器允許連入電路的最小阻值為______Ω；

(6)在使用電阻R1、R5完成實驗的過程中，當電壓表示數為2.5V時，滑動變阻器R消耗的電功率分別為P1、P5，則______。

Answer 1

【答案】R1短路 右 0.5 當導體兩端的電壓保持不變時，導體中的電流與導體的電阻成反比 大于 右 4 5:1

【解析】

(1)[1]由圖可知，電阻R1和滑動變阻器R串聯，電壓表測R1兩端的電壓，電流表測電路中的電流。閉合開關時，電流表有示數，則電路中出現短路，而電壓表無示數，那么是電阻R1短路了。

(2)[2]在閉合開關前，滑動變阻器的滑片應移動到阻值最大處，即最右端。

[3]由圖乙知，電壓表示數為2.5V，R1=5Ω時，電路中的電流為0.5A。

(3)[4]由圖乙知，當電壓一定時，通過導體的電流與電阻成反比。

(4)[5][6]用R2=10Ω代替R1后，若滑動變阻器接入電路的阻值不變，據串聯電路的分壓特點知，R2分去的電壓變大，即電壓表的示數大于2.5V，要使R2兩端的電壓保持為2.5V，應讓變阻器接入電路的阻值變大，以分去更多電壓，所以應向右移動滑片。

(5)[7]實驗中，定值電阻兩端的電壓保持不變，那么變阻器兩端的電壓也保持不變，當定值電阻更換的阻值越小，據串聯電路的特點，變阻器接入電路的阻值也越小。所以，當R1=5Ω時，變阻器接入電路的電阻最小，此時電路中的電流I=0.5A，那么最小電阻

(6)[8]據得，定值電阻接R1和R5時，滑動變阻器消耗的電功率