Question

【題目】甲乙兩小組探究“電流與電壓和電阻的關系”，老師提供的實驗器材有：電源（電壓恒為4.5V），電流表、電壓表各一個，開關一個，四個定值電阻（5Ω、10Ω、15Ω、20Ω），兩只滑動變阻器（規格分別為“20Ω 2A”、“50Ω 1A”），小燈泡一只（額定電壓3.8V），導線若干．

（1）甲小組探究“電流與電壓的關系”

①請你根據圖甲的電路圖用筆畫線代替導線將圖乙中的實物電路連接完整．

②他們將5Ω的電阻接入電路，檢查無誤后閉合開關，發現電壓表無示數，電流表有示數，造成這一現象的原因可能是 （寫出一條即可）．

③排除故障后進行實驗得到的數據如表，由此可得到的實驗結論是 ．

電壓U/V	1.0	1.5	3.0
電流I/A	0.2	0.3	0.6

（2）乙小組探究“電流與電阻的關系”

①將5Ω的電阻接入電路，檢查無誤后閉合開關，調節滑動變阻器，使電壓表的示數為1.5V，并記下相應的電流值；然后，用10Ω的電阻替代5Ω的電阻，調節滑動變阻器后再記下相應的電流值，此時調節滑動變阻器的目的是

②為了完成用四個定值電阻進行實驗，應選擇滑動變阻器的規格是

③他們用小燈泡替換定值電阻，電壓表改接大量程，電流表量程不變，調節滑動變阻器，使小燈泡正常發光，電流表示數如丙圖所示，則此時小燈泡的電阻是 ．

Answer 1

【答案】（1）①如圖所示；

②定值電阻短路（或電壓表損壞，寫出一條即可）；

③電阻一定時，通過導體的電流與導體兩端電壓成正比；

（2）①保持定值電阻兩端電壓一定；

②50Ω 1A；

③10Ω

【解析】

試題分析：（1）①將定值電阻、變阻器串聯接入電路，注意變阻器接線柱的接法；

②電流表有示數，說明電路為通路，電壓表V測量的是定值電阻R兩端的電壓，據此分析原因；

③橫向分析表中數據得出結論；

（2）①研究電流與電阻的關系，應保持定值電阻的電壓不變；

②若用“20Ω 2A”的滑動變阻器，根據分壓原理求出定值電阻兩端的最小電壓與1.5V比較確定變阻器的規格；

③讀出電流的示數，根據歐姆定律求燈正常工作時的電阻．

解：（1）①定值電阻R的右端應連接到滑動變阻器下端，使得變阻器串聯接到電路中，電壓表并聯在定值電阻的兩端，電路圖的連接如圖所示：

②電流表有示數，說明電路為通路；電壓表V測量的是定值電阻R兩端的電壓，若其沒有示數，可能是定值電阻短路（或也可能是電壓表損壞）；

③將上表數據橫向比較可知，當電壓為原來的幾倍時，通過的電流也變為原來的幾倍，所以得出的結論是：定值電阻R一定時，通過導體的電流與導體兩端電壓成正比的關系；

（2）①因為乙組實驗的目的是為了探究電流與電阻的關系，要求保持定值電阻的電壓不變，故實驗過程中需要不斷調節滑動變阻器來保持定值電阻R兩端的電壓不變；

②當選用 20Ω 2A的滑動變阻器時，電路中接入20Ω定值電阻時，即使變阻器的全部電阻連入電路，根據分壓原理，變阻器最多分得二分之一的電源電壓，即2.25V，定值電阻的電壓最小為4.5V﹣2.25V=2.25V＞1.5V，不能滿足測量條件，故為達到測量效果，應選用50Ω 1A的滑動變阻器；

③小燈泡正常發光時的電壓為3.8V，電流表小量程分度值為0.02A，而電流表讀數為0.38A，故有歐姆定律知R==10Ω．

故答案為：（1）①如圖所示；

②定值電阻短路（或電壓表損壞，寫出一條即可）；

③電阻一定時，通過導體的電流與導體兩端電壓成正比；

（2）①保持定值電阻兩端電壓一定；

②50Ω 1A；

③10Ω．