Question

【題目】小明在“探究電流與電阻的關系”的實驗中，設計的電路圖如圖甲所示。選用的實驗器材有：電源（電壓恒定但未知），四個定值電阻 R1（5Ω）、R2 （10Ω）、 R3（15Ω）、 R4（20Ω）, 標有“xΩ 0.5A" 的滑動變阻器（阻值模糊不清），電壓表（可用量程：0-3V、0-15V），電流表（可用量程：0-0.6A），導線、開關。

（1）小明按圖甲連接好電路后，閉合開關后，發現電流表和電壓表示數均為零，則電路中出現的故障可能是______。

A．定值電阻 R 短路 B．定值電阻 R 斷路 C．滑動變阻器短路 D．滑動變阻器斷路

（2）排除故障后，小明通過實驗測得多組數據，由這些數據得到如圖乙所示的電流隨電阻的變化的圖象，由圖象可以得到的結論是_______；

（3）當他在使用定值電阻 R4 進行實驗時，剛一閉合開關，就發現電壓表示數恰好為 2V，為了用以上四個定值電阻完成實驗且確保電路安全，應控制電壓表兩點之間的電壓在_____范圍內。

Answer 1

【答案】D 電壓一定時，電流與電阻成反比； 2V2.5V

【解析】

(1)[1]A．若定值電阻 R 短路，電壓表無示數，電路為通路，電流表有示數，故A不符合題意；

B．若定值電阻 R 斷路，電壓表串聯在電路，電流表沒有示數，電壓表測電源電壓有示數，故B不符合題意；

C．若滑動變阻器短路，電壓表測電源電壓，電流表有示數，故C不符合題意；

D．滑動變阻器斷路，則電路斷路，兩表都沒有示數，故D符合題意。

(2)[2] 由圖乙知，電流與電阻之積為一定值，由圖象可以得出結論：電壓一定時，電流與電阻成反比；

(3)[3]因為R4的電阻最大，因此當R4接入電路時，電壓表示數剛好為2V，說明R4兩端的最小電壓為2V，因此為了用以上四個定值電阻完成實驗且確保電路安全，應控制電壓表的電壓在大于2V范圍內；由于滑動變阻器允許通過的最大電流為0.5A，因此定值電阻兩端允許的最大電壓：

U最大=I最大R=0.5A5=2.5V。

故電壓表的范圍為2V2.5V。