Question

【題目】小彬用如圖甲所示的實驗器材探究“電流與電阻的關系”.電源電壓恒為3V，滑動變阻器上標有“20Ω 2A”字樣，阻值分別為5Ω、10Ω、20Ω、50Ω的定值電阻各一個.

（1）請你用筆畫線代替導線，把圖甲所示的實驗電路補充完整_____________.

（2）小彬5Ω定值電阻接入電路后，閉合開關，發現電流表有示數而電壓表無示數，則電路中的故障可能是________________（寫出一種）；排除故障后，閉合開關，調節滑動變阻器的滑片P，使電流表的示數如圖乙所示，此時電路中的電流為__________A.

（3）將5Ω定值電阻換成10Ω定值電阻，閉合開關，為了保持__________表的示數不變，應將滑動變阻器的滑片P向______（A/B）移動，記錄此時各表的示數.將10Ω定值電阻換成20Ω定值電阻，重復以上步驟.

（4）實驗記錄的多組數據如下表所示.分析數據可得出結論：_______________________________

（5）實驗結束后，小彬問老師在此實驗中能否換用50Ω的定值電阻進行實驗？老師指導小彬分析了不能更換的原因.你認為其原因是___________________________.

Answer 1

【答案】 R短路 0.36 電壓 A 當電壓一定時，通過導體的電流與電阻成反比 變阻器最大阻值太小

【解析】（1）如圖連接滑動變阻器的C端到定值電阻的右端，因為電壓表要與電阻并聯，測量其電壓，且電源電壓為3V，不超過小量程，所以再連接定值電阻的右端到電壓表的“3V”接線柱，如圖。

（2）如圖的電路中，當定值電阻短路后，電流表會有電流，因為電壓表被短路，所以電壓表不會有示數，故閉合開關，發現電流表有示數而電壓表無示數，則電路中的故障可能是R短路；

排除故障后，閉合開關，調節滑動變阻器的滑片P，使電流表的示數如圖乙所示，電流表速使用小不量程，分度值為0.02A，讀數即此時電路中的電流為0.36A。

（3）將5Ω定值電阻換成10Ω定值電阻，因為探究電流與電流的關系時，根據控制變量法的思路，要保持電阻兩端的電壓不變，所以閉合開關保持電壓表的示數不變，根據串聯電路的電壓特點，各串聯電阻兩端的電壓與電阻成正比，所以定值電阻增大時，滑動變阻器接入電路的電阻也應變大，故應將滑動變阻器的滑片P向A移動，記錄此時各表的示數.將10Ω定值電阻換成20Ω定值電阻，重復以上步驟.

（4）根據實驗記錄的多組數據可知，每次的電阻與電流的乘積不變，即當電壓一定時，通過導體的電流與電阻成反比。

（5）根據以上步驟可知，實驗時電壓表的示數為：，

當用50Ω的定值電阻進行實驗時，保持電壓不變，電流為：；

電源為3V，滑動變阻器兩端的電壓為：，

滑動變阻器的最小阻值應為：。

而實驗中作用的滑動變阻器的最大阻值為20Ω，所以不能更換的原因.你認為其原因是變阻器最大阻值太小。