Question

【題目】在研究“導體電流與電阻關系”的實驗中，同學們利用了阻值分別為5Ω、10Ω、15Ω的定值電阻和變阻器進行了探究，變阻器規格是“10Ω 1A”，電源電壓4.5V并保持不變．
（1）用筆畫線代替導線，將圖甲中電路連接完整．
（2）閉合開關前，電流表指針如圖乙所示，對電流表的操作應該是 ．
（3）正確連線后，閉合開關時發現，無論怎樣移動滑片電流表指針幾乎不動，電壓表指針向右偏轉且超過滿刻度，原因可能是
（4）先接入15Ω的電阻，調節滑片時電壓表示數為3V，觀察到電流表示數如圖丙所示，則電流表示數為A；用10Ω電阻代替15Ω電阻接入電路，應將滑片向端（選填“左”或“右”）移動，才能使電壓表示數保持3V，并記錄下電流表示數為0.3A；用5Ω電阻代替10Ω電阻接入電路，正確操作，電流表示數為0.6A．
（5）分析三次的實驗數據，可得出電流與電阻的關系是 ．
（6）王強同學繼續探究：他用了30Ω的定值電阻代替原來的電阻實驗，發現無論怎樣移動滑片都不能滿足電壓表示數為3V，原因是；要使電壓表示數保持3V，要求變阻器的最大阻值最少為Ω．
（7）小明也進行了如圖丁1所示實驗，電路中有一處連線錯誤，請你在連接錯誤的導線上畫“×”并改正．將電路連接正確后，閉合開關，移動滑動變阻器滑片P，使定值電阻R兩端電壓為2V，電流表示數如圖丁2所示，為A，則R的阻值為Ω． 換上10Ω的電阻后，閉合開關，電壓表示數將變大，此時應將滑片P向 B端移動，使電阻兩端電壓為 ． 此實驗中，滑動變阻器的作用有和 ．

Answer 1

【答案】
（1）解：將電壓表的負接線柱與電阻R的右接線柱相連，如圖3所示：

（2）調零
（3）R斷路
（4）0.2；左
（5）電壓一定時，通過導體的電流與導體電阻成反比
（6）滑動變阻器的最大阻值太小；15
（7）0.4；5；2V；保護電路；調節定值電阻的電壓
【解析】解：將電壓表的負接線柱與電阻R的右接線柱相連，如圖3所示：（2）電流表指針沒有指在零刻度線上，應先對電流表調零；（3）電路正確連接后，閉合開關，移動滑片P，電流表無示數，但電壓表示數有示數且很大，則故障原因可能是定值電阻斷路了；（4）由圖丙，電流表的量程為0﹣0.6A，分度值0.02A，示數為0.2A；此時R兩端電壓為3V，因為導體電流與電阻關系中要保持R兩端電壓不變，當用10Ω電阻代替15Ω電阻接入電路，總電阻減小，根據歐姆定律可知電路中電流變大，滑動變阻器分得的電壓變大，電阻分得的電壓減小，所以應調節滑片向左移動，減小滑動變阻器接入電路的電阻，使電壓表的示數保持不變；（5）三次實驗電阻分別為15Ω、10Ω、5Ω，三次通過的電流分別是0.2A、0.3A、0.6A．每次的電流與電阻和乘積相等，由此可得：電壓一定時，通過導體的電流與導體電阻成反比；（6）由圖可知，定值電阻與滑動變阻器串聯，電壓表測定值電阻兩端電壓，根據串聯電路特點，當滑動變阻器提供的電阻過小時，變阻器兩端的電壓也變低，則定值電阻兩端的電壓變高．由題意知，滑動變阻器兩端的電壓應為U滑=4.5V﹣3V=1.5V，根據串聯電路的電流相等，所以使用30Ω的定值電阻時，則： = =，解得R滑=15Ω，即變阻器最大值最小為15Ω．（7）電壓表應測R兩端電壓，改正如圖4所示；由圖丁2可知，電流表所用量程為0﹣0.6A，可讀出示數為0.4A；根據R= 可知，R= = =5Ω；
為了探究電流與電阻的關系，因此換上10Ω的電阻后，須調節滑動變阻器，直至電壓表示數仍為2V時為止．為了防止電路電流過大，滑動變阻器在開關閉合之前，應把滑片滑到最大阻值處，起到保護電路的作用；該實驗是探究導體電流與導體電阻的關系，要保持電阻兩端電壓不變，因此實驗中滑動變阻器還有調節定值電阻的電壓的作用．
所以答案是：（1）如圖3；（2）調零；（3）R斷路；（4）0.2；左；（5）電壓一定時，通過導體的電流與導體電阻成反比；（6）滑動變阻器的最大阻值太小；15；（7）0.4；5；2V；保護電路；調節定值電阻的電壓．