Question

【題目】小紅為探究“電流與電阻的關(guān)系”，設(shè)計了如圖甲所示的電路，用到的器材有：電源（電壓3V不變），標有“20Ω 1A"字 樣的滑動變阻器，電流表、電壓表、三個阻值分別為5Ω、10Ω、15Ω的定值電阻、開關(guān)及導(dǎo)線若干。

圖甲 圖乙

（1）電路連接完畢，閉合開關(guān)前，滑動變阻器的滑片應(yīng)置于_____（選填“A"或“B"）端；

（2）閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)電流表示數(shù)幾乎為零，電壓表示數(shù)不為零。出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因可能是定值電阻R__________（選填“斷路”或“短路"）；

（3）小紅排除故障后，電路中接入5Ω電阻時，移動滑動變阻器的滑片使電壓表示數(shù)為U，此時電流表的示數(shù)如圖乙所示；接著用10Ω電阻替換5Ω電阻接入電路再次實驗，此時應(yīng)將電壓表的示數(shù)調(diào)為________V，再記錄此時電流表的示數(shù)；然后用15Ω電阻替換10Ω電阻繼續(xù)實驗，她發(fā)現(xiàn)無論如何調(diào)節(jié)滑動變阻器的阻值，電壓表示數(shù)都無法調(diào)至U，原因可能是_______（答一種情況即可）。

Answer 1

【答案】B 斷路 1 滑動變阻器最大阻值太小

【解析】

（1）電路連接完畢，閉合開關(guān)前，為保護電路，滑動變阻器的滑片應(yīng)置于阻值最大處；
（2）閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)電流表示數(shù)幾乎為零，可能電路出現(xiàn)斷路，由電壓表示數(shù)不為零分析故障的位置；
（3）根據(jù)電流表選用小量程確定分度值讀數(shù)，由歐姆定律得出電壓表示數(shù)；研究電流與電阻關(guān)系實驗時，要控制電阻的電壓不變；探究電流與電阻的關(guān)系，應(yīng)保持電阻兩端的電壓不變；根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律求出變阻器分得的電壓，根據(jù)分壓原理，求出當接入15Ω電阻時變阻器連入電路中的電阻。

（1）電路連接完畢，閉合開關(guān)前，滑動變阻器的滑片應(yīng)置于阻值最大處的B端；

（2）若R短路，則電壓有示數(shù)為0，電路為通路，電流表有示數(shù)，不符合題意；若R斷路，發(fā)現(xiàn)電流表示數(shù)幾乎為零，電壓表串聯(lián)在電路中測電源電壓，有示數(shù)，符合題意，故出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因可能是定值電阻R斷路；

（3）小紅排除故障后，電路中接入5Ω電阻時，移動滑動變阻器的滑片使電壓表示數(shù)為U，此時電流表的示數(shù)如圖乙所示，電流表選用小量程，分度值為0.02A，電流為0.2A，由歐姆定律，電壓表示數(shù)為：U=IR=0.2A×5Ω=1V；研究電流與電阻關(guān)系實驗時，要控制電阻的電壓不變，故接著用10Ω電阻替換5Ω電阻接入電路再次實驗，此時應(yīng)將電壓表的示數(shù)調(diào)為1V，再記錄此時電流表的示數(shù)；電阻兩端的電壓始終保持U=1V，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，變阻器分得的電壓：U滑=3V-1V=2V，變阻器分得的電壓為電壓表示數(shù)的倍，根據(jù)分壓原理，當接入15Ω電阻時，變阻器連入電路中的電阻為：R滑=2×5Ω=30Ω，故為了完成整個實驗，應(yīng)該選取最大阻值至少30Ω的滑動變阻器，題中變阻器的最大電阻為20Ω，故用15Ω電阻替換10Ω電阻繼續(xù)實驗，她發(fā)現(xiàn)無論如何調(diào)節(jié)滑動變阻器的阻值，電壓表示數(shù)都無法調(diào)至U，原因可能是：滑動變阻器的最大電阻太小。