Question

【題目】小華同學為了探究“電流與電阻的關系”,設計了如圖甲的實驗電路,她在學校實驗室找來了如下一些實驗器材：電壓恒為3V的電源,電流表、電壓表各一只,一個開關,阻值分別為10Ω、20Ω、50Ω的定值電阻各一個,滑動變阻器（20Ω 1A）一個,導線若干。

（1）請你用筆畫線代替導線,將圖乙中的實物連接完整。

（__________）

（2）在連接實驗電路時,小華應將開關處于______狀態。閉合開關前,應將滑動變阻器滑片滑到最______端選填“左”或“右”。

（3）小華連接好電路,閉合開關后,移動滑變阻器滑片時,發現電流表示數為零,電壓表指針有偏轉,則發生這種故障的原因可能是______。

（4）故障排除后,小華先把10Ω的電阻接入電路,移動滑變阻器滑片,使電壓表示數為2V,讀出電流表示數后,斷開開關,她直接拆下10Ω的電阻,改換成阻值為20Ω的電阻繼續做實驗,閉合開關,電壓表示數如圖丙所示,其示數是______V,要完成這次實驗,接下來她應將變阻器滑片向______端選填“左”或“右”移動,使電壓表的示數為2V,保持每次電壓不變。

（5）當小華改用50Ω的電阻繼續實驗時,發現無論怎樣移動滑動變阻器滑片,都無法使電壓表示數達到實驗要求的值,你認為“電壓表的示數無法達到實驗要求的值”的原因可能是______

A.滑動變阻器的阻值太大

B.電壓表量程選小了

C.滑動變阻器的阻值太小

D.滑動變阻器燒壞了

（6）小華解決了上述問題后,完成了實驗。利用收集到的多組數據。作出了如圖丁所示的電流I隨電阻R變化的關系圖象。分析圖象得出結論是______。

Answer 1

【答案】 斷開 右 定值電阻斷路 2.4 右 C 電壓一定時，通過導體的電流與導體的電阻成反比

【解析】

(1)[1]變阻器按一上一下接入電路中與電流表串聯，電源電壓為3V，故電壓表選用小量程與電阻并聯，如下圖所示：

(2)[2][3]為了保護電路，閉合開關前，開關斷開，滑片在阻值最大處，即最右端；

(3)[4]電流表無示數，說明電路有斷路故障；電壓表有示數，說明電壓表能與電源連通，則說明定值電阻R斷路；

(4)[5][6]閉合開關，電壓表示數如圖丙所示，電壓表選用小量程，分度值為0.1V，其示數是2.4V；而2.4V大于2V，探究電流與電阻的實驗中應控制電壓不變，應保持電阻兩端的電壓不變，根據串聯電路電壓的規律可知應增大滑動變阻器分得的電壓，由分壓原理，應增大滑動變阻器連入電路中的電阻，所以滑片應向右端移動，使電壓表的示數為2V；

(5)[7]電壓表控制的電壓為2V，根據串聯電路電壓的規律，變阻器分得的電壓：

U滑=3V-2V=1V，

變阻器分得的電壓為電壓表示數的

=0.5倍，

根據分壓原理，當接入50Ω電阻時，變阻器連入電路中的電阻為：

R滑=0.5×50Ω=25Ω＞20Ω，

故為了完成整個實驗，應該選取最大阻值至少25Ω的滑動變阻器，無論怎樣移動滑動變阻器滑片，都無法使電壓表示數達到實驗要求的值，可能是滑動變阻器最大阻值太小，故選C；

(6)[8]分析圖丁圖象，曲線上每點對應的電流和電阻的乘積都等于2.0V，且電流隨電阻的增大而減小，可得出結論：電壓一定時，通過導體的電流與導體的電阻成反比。