Question

【題目】小華為了探究“電流與電阻的關系”，設計了如圖甲所示的電路。她準備的實驗器材有：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，一標有“20Ω 1A”字樣的滑動變阻器，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）小華連接好電路，閉合開關后，移動滑變阻器滑片時，發現電流表指針正常偏轉，電壓表示數為零，故障的原因可能是__________________。

（3）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____V。

（4）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

（5）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的電流I隨電阻R變化的關系圖象（如圖丁所示）。分析圖象得出了電流與電阻的關系是________________。

Answer 1

【答案】 （1）略 （2）R被短路（合理即可） （3）2.4 右 略 （4）C （5）電壓一定時，電流與電阻成反比

【解析】（1）由圖甲所示電路圖可知，定值電阻R與滑動變阻器串聯，電源電壓為3V，電壓表選用小量程，電壓表與定值電阻并聯，注意電壓表正負接線柱的接法，電流表串聯在電路中，按一上一下的原則將變阻器連入電路中，根據電路圖連接實物電路圖，如下圖所示：

（2）由上分析，小華連接好電路，閉合開關后，移動滑動變阻器滑片時，發現電流表指針正常偏轉，電壓表示數為零，故障的原因可能是：R處發生短路；
（3）由圖丙可知，電壓表所選量程為0～3V，分度值為0.1V，根據指針位置可知，其示數是2.4V，拆下阻值為10Ω的電阻改換成阻值為20Ω的電阻．閉合開關，根據分壓原理，電壓表的示數會變大，因電流與電阻的關系時，要控制電壓不變，根據串聯電路電壓的規律，應增大滑動變阻器的阻值，由分壓原理，應增大變阻器連入電路中的電阻大小，則應將變阻器滑片向右移動，使電壓表的示數不變為2V；（4）當小華改用50Ω的電阻繼續實驗時，根據分壓原理，變阻器分得的電壓為U滑=3V-2V=1V，變阻器的電壓為電壓表示數的，根據分壓原理，變阻器連入電路中的電阻大小為，因變阻器的最大阻值小于25Ω，所以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，故選C．（5）分析圖丙圖象，曲線上每點對應的電流和電阻的乘積：U=IR=0.2A×10Ω=0.1A×20Ω=2V，即電壓一定時，電流與電阻成反比．
故答案為：（1）如上圖所示；（2）R處發生短路；（3）2.4；右；2；（4）C；（5）電壓一定時，電流與電阻成反比．