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(guān)系”，電源電壓恒為3 V，滑動變阻器上標有“20 Ω　2 A”字樣，阻值分別為5 Ω、10 Ω、20 Ω、40 Ω的定值電阻各一個．

（1）小哲幫小彬檢查時發(fā)現(xiàn)連線不對，而且只要改接一根導線就可以了，請你把接錯的那根導線找出來，打上“×”，再畫線把它改到正確的位置上(導線不允許交叉)．

（________）

（2）電路改正以后，小彬?qū)嶒灂r發(fā)現(xiàn)電流表示數(shù)為0，電壓表示數(shù)接近3 V，經(jīng)檢查導線均完好且接觸良好，則電路發(fā)生的故障可能是_______．

（3）排除故障后，如果他們先用5 Ω的電阻做實驗，閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片P，使電壓表的示數(shù)達到某一值時，電流表的示數(shù)如圖乙所示，此時電路中的電流為______

（4）如果他們用5 Ω的電阻做實驗時，滑動變阻器的滑片剛好在甲圖所示位置，接下來把5 Ω換成10 Ω電阻后，為保持電壓表的示數(shù)不變，應將滑動變阻器的滑片P向______(填“左”或“右”)端移動．

（5）再將10 Ω定值電阻換成20 Ω定值電阻，重復以上步驟．實驗記錄的多組數(shù)據(jù)如下表所示．分析數(shù)據(jù)可得出結(jié)論：當電壓一定時，通過導體的電流與導體的電阻成______比．

實驗次數(shù)	定制電阻(Ω)	電流表示數(shù)(A)
1	5
2	10	0.18
3	20	0.09

（6）小彬同學換用40 Ω的定值電阻接著進行上述實驗，請判斷他能否順利完成并說明理由：________．

Answer 1

【答案】 定值電阻斷路 0.36 左 反 不能順利完成，因為滑動變阻器的阻值太小，無法使電壓表的示數(shù)達到1.8V

【解析】

（1）探究“電流與電阻的關(guān)系”，電壓表與電阻并聯(lián)，電流表串聯(lián)在電路中；
（2）若電流表示數(shù)為0，說明電路可能斷路；電壓表示數(shù)接近電源電壓3V，說明電壓表與電源連通，分析電路故障原因；
（3）由電流表小量程讀數(shù)；
（4）根據(jù)控制變量法，研究電流與電阻的關(guān)系時，需控制定值電阻的電壓相同，當換上大電阻時，根據(jù)分壓原理確定電壓表示數(shù)的變化，由串聯(lián)電路電壓的規(guī)律結(jié)合分壓原理確定滑片移動的方向；
（5）橫向比較表中數(shù)據(jù)得出結(jié)論；
（6）研究電流與電阻的關(guān)系時，要控制電壓表示數(shù)不變，由歐姆定律的變形公式求出電壓表示數(shù)，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，求出變阻器分得的電壓：根據(jù)分壓原理，求出變阻器連入電路中的阻值與題中的變阻器比較。

（1）原電路中電流表與變阻器并聯(lián)，電壓表串聯(lián)在電路中了，是錯誤的，電壓表與電阻并聯(lián)，電流表串聯(lián)在電路中，如下圖所示：

（2）若電流表示數(shù)為0，說明電路可能斷路；電壓表示數(shù)接近電源電壓3V，說明電壓表與電源連通，則與電壓表并聯(lián)的支路以外的電路是完好的，則與電壓表并聯(lián)的部分電阻斷路了；

（3）從圖乙中得到電流表的量程是0-0.6A，分度值是0.02A，指針的位置在0.36A處，電流表的示數(shù)是0.36A；

（4）根據(jù)串聯(lián)分壓原理可知，將定值電阻由5Ω改接成10Ω的電阻，電阻增大，其分得的電壓增大；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(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)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(shù)為不變；

（6）橫向分析表中數(shù)據(jù)，電阻為原來的幾倍，通過的電流為原來的幾分之一，即當電壓一定時，通過導體中的電流與導體的電阻成反比；

（7）研究電流與電阻的關(guān)系時，要控制電壓表示數(shù)不變，由歐姆定律的變形公式，電壓表示數(shù)：U=IR=0.09A×20Ω=1.8V，由串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，變阻器分得的電壓：U滑=U-U表=3V-1.8V=1.2V，變阻器的電壓為電壓表示數(shù)的，根據(jù)分壓原理，變阻器連入電路中的阻值：，滑動變阻器上標有“20 Ω　2 A”字樣，變阻器的最大阻值是20Ω，滑動變阻器的阻值太小，無法使電壓表的示數(shù)達到1.8V他不能完成實驗。