Question

16．在探究“電流跟電壓、電阻關系”的過程中，某同學按如圖所示的電路圖連接實物后，該同學做如下步驟：
步驟1：保持定值電阻R的阻值不變，閉合開關S后，使R兩端的電壓成倍數變化，如2V、4V、6V，分別讀出并記錄對應于不同電壓下的電流表示數，比較每次電流表的示數是否成整數倍的變化．
步驟2：保持每次定值電阻兩端電壓保持不變，換用不同的定值電阻，使電阻成整數倍的變化，如5Ω、10Ω、15Ω，分別讀出并記錄對應于不同阻值的電流表的示數，比較每次的電阻值與電流值的乘積是否相等．
（1）當某同學在按“步驟2”做時，選一個“5Ω”的電阻，測得電流表示數為0.2A，當換“10Ω”來做時，發(fā)現電流表的示數不是0.1A（不考慮溫度對電阻的影響），你認為電流表的讀數將會是大于（填“大于”或“小于”）0.1A，變阻器滑片應該向右移動（選填“左”、“右”）． 那如果把“5Ω”的電阻換成“10Ω”，該同學無論如何移動滑動變阻器的劃片，發(fā)現電壓表讀數都達不到自己想要的數值，請你提出一個建議來幫助該同學：換用一個阻值更大的滑動變阻器進行實驗．
（2）閉合開關S后，該同學發(fā)現電壓表的示數等于電源電壓值，造成此現象的可能原因是：滑動變阻器短路或定值電阻斷路．

Answer 1

分析 （1）由歐姆定律可知，當電壓一定時，電路電流與電阻阻值成反比，探究電流與電阻的關系，應控制電阻兩端電壓不變，電阻阻值由3Ω更換為10Ω后，電阻阻值變大，分壓變大，滑動變阻器分壓變小，為保持電阻電壓不變，應移動滑片，使滑動變阻器接入電路的阻值變大，滑動變阻器分壓變大，減小電阻兩端電壓，以便使電阻兩端電壓保持不變，根據電路圖確定滑片的移動方向．
（2）常見電路故障有斷路與短路，根據電路結構與電路故障現象分析電路故障原因．

解答 解：（1）由歐姆定律I=$\frac{U}{R}$可知，以5歐電阻做實驗時，電壓是U₁=I₁R₁=0.2A×5Ω=1V；當換為10歐電阻時，10歐電阻兩端電壓增大，大于1V的電壓除以10歐的阻值，故電流表的讀數將會大于0.1A，因此當換“10Ω”來做時，發(fā)現電流表的示數不是0.1A，電流表的讀數將會是大于0.1A．定值電阻由5Ω更換為10Ω后，定值電阻分壓變大，大于原來的電壓，為保持定值電阻兩端電壓不變，應向右移動滑動變阻器滑片，增大滑動變阻器接入電路的阻值，增大滑動變阻器的分壓，使定值電阻兩端電壓減小到原來的值，保持電阻兩端電壓不變；因此為使電流表的讀數變?yōu)?.1A，變阻器滑片應該向右移動；把“5Ω”的電阻換成“10Ω”，無論如何移動滑動變阻器的滑片，發(fā)現電壓表讀數都達不到1V，說明滑動變阻器的最大阻值偏小，故應換用一個阻值更大的滑動變阻器進行實驗．
（2）定值電阻與滑動變阻器串聯，電壓表與定值電阻并聯，測定值電阻電壓，如果滑動變阻器短路或定值電阻斷路，則電壓表直接接在電源兩端，測電源電壓，閉合開關，電壓表示數等于電源電壓．
故答案為：（1）大于；右；換用一個阻值更大的滑動變阻器進行實驗；（2）滑動變阻器短路或定值電阻斷路．

點評 本題考查了滑動變阻器的使用和電路故障的分析，電流與電壓和電阻有關，所以在探究過程中應用到控制變量法．