Question

【題目】實驗小組在探究電流與電阻的關系中，使用的器材有：電源、電流表、電壓表、滑動變阻器各一個，開關一個，五個定值電阻（5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω），導線若干，設計了如圖甲所示的電路圖。

（1）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______。

（2）小組在探究時，先將5Ω的電阻連入電路中，閉合開關后，移動滑動變阻器的滑片使電壓表示數達到某一數值，電流表的示數如圖丙所示，該示數為______A，接著斷開開關，將5Ω電阻更換成10Ω電阻，閉合開關后，接下來應做的操作是______，直至電壓表示數為______V，記下此時電流表的示數。

（3）實驗小組收集的數據如下表，分析表中數據，發現第______次實驗的數據存在錯誤，反思產生的原因，回憶是某次將定值電阻的阻值由______Ω變換為錯誤數據點對應阻值時（實驗過程并未按表中序號順序進行），未調節滑片P就讀取電流而造成的.根據出現的數據，求出電源的電壓是______V。

實驗序號	1	2	3	4	5
電阻R/Ω	5	10	15	20	25
電流I/A		0.20	0.10	0.10	0.08

Answer 1

【答案】調零 0.4 調節滑動變阻器 2 3 25 4

【解析】

(1)[1]閉合開關前，電流表指針如圖乙所示，即指針沒有正對零刻度，對電流表的操作應該是：將電流表指針調零；

(2)[2]實驗中，先接入5Ω的電阻，觀察到電流表示數如圖丙所示，電流表選用小量程，分度值為0.02A，則電流表示數為0.4A；電壓表的示數

U1=I1R1=0.4A×5Ω=2V；

[3][4]將5Ω電阻更換成10Ω電阻，電阻增大，由串聯分壓可知電壓表的示數變大，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，所以滑片應向左端移動，使電壓表的示數為2V，并記下此時電流表的示數；

(3)[5]由表中數據可知，第3次數據中電阻是15Ω，通過電路的電流是0.10A，電阻兩端的電壓

U3=I3R3=0.10A×15Ω=1.5V，

第2次數據中電阻是10Ω，通過電路的電流是0.20A，電阻兩端的電壓

U2=I2R2=0.20A×10Ω=2V，

由(2)可知，第1次數據中電壓表的示數是2V，所以第3次實驗的數據存在錯誤；

[6][7]未調節滑片P時，變阻器連入電路的電阻

R滑=①

變換錯誤數據點之前，電壓表示數應為2V，由串聯電路電流的規律可知

②

由①②得到

，③

如果第3次實驗前，電阻是10Ω，帶入③中得到

U=1V，

R兩端的電壓是2V，電源電壓是1V，由串聯電路電壓的規律可知，電源電壓是1V不符合串聯電壓的規律；

如果第3次實驗前，電阻是20Ω，帶入③中等式不成立，不符合題意；

如果第3次實驗前，電阻是25Ω，帶入③中得到

U=4V，

R兩端的電壓是2V，電源電壓是4V，由串聯電路電壓的規律可知，電源電壓是4V符合。