Question

【題目】某同學(xué)利用圖甲所示的電路探究電流與電阻的關(guān)系，使用的實驗器材有：電壓恒為 3V 的電源，電流表、電壓表各一個，開關(guān)一個，5Ω、10Ω、15Ω、20Ω 的定值電阻各一個，規(guī)格為“20Ω 1A”的滑動變阻

器一個，導(dǎo)線若干。

（1）該同學(xué)接錯了一根導(dǎo)線，請你在這根導(dǎo)線上打“×”，并補(bǔ)畫出正確的那根導(dǎo)線___；

（2）改正好實物圖后，閉合開關(guān)前，應(yīng)將滑動變阻器的滑片移到__________端（選填“最左”或“最右”）．閉

合開關(guān)后，移動滑片時發(fā)現(xiàn)電流表有示數(shù)，電壓表無示數(shù)。則發(fā)生故障的原因可能是______。

（3）正確連接電路后，先用 5Ω 的定值電阻進(jìn)行實驗，閉合開關(guān)后，移動滑片，此時電流表的示數(shù)如圖乙所示；接著將5Ω 的電阻換成其他阻值的定值電阻進(jìn)行實驗，每次觀察到電壓表的示數(shù)為______V 時，記錄電流表的示數(shù)。

（4）實驗可得到結(jié)論為：______，本實驗中滑動變阻器的作用除了保護(hù)電路外，還有______。

（5）幾次實驗中記錄電表示數(shù)時，定值電阻消耗的最大功率為______W，此時滑動變阻器接入電路的阻值為______Ω。

（6）為了得到普遍規(guī)律，該同學(xué)又用 50Ω 的電阻進(jìn)行了第 5 次實驗，發(fā)現(xiàn)實驗無法進(jìn)行下去，為完成第 5次實驗，同學(xué)們提出了下列解決方案，其它條件不變的情況下，其中正確的有哪些______

A．增大電壓表的量程 B．增大電源電壓

C．增大最大阻值更大的滑動變阻器 D．增大定值電阻兩端被控制的電壓

Answer 1

【答案】 見解析 最左 電阻短路 2 當(dāng)電阻一定時，導(dǎo)體中電流與其兩端電壓成正比 保持電阻兩端的電壓不變 0.8 2.5 C

【解析】（1）在原電路中，電壓表串聯(lián)在電路中了，電流表與電阻并聯(lián)了，這是錯誤的，電壓表應(yīng)并聯(lián)在電阻兩端，電流表應(yīng)串聯(lián)在電路中，如下圖所示：

（2）閉合開關(guān)前，應(yīng)將滑動變阻器滑片P置于最大值處；即應(yīng)將滑動變阻器滑片P置于最左端；閉合開關(guān)后，移動滑片時發(fā)現(xiàn)電流表有示數(shù)，說明電路為通路；電壓表無示數(shù)，則發(fā)生故障的原因可能是與電壓表并聯(lián)的電阻短路了，導(dǎo)致電壓表與一根導(dǎo)線并聯(lián)了；（3）圖中電流表選用小量程，分度值為0.02A，示數(shù)為0.4A，根據(jù)I＝可得，電壓表示數(shù)（即電阻兩端的電壓）：U＝IR＝0.4A5Ω＝2V；因研究電流與電阻關(guān)系時，要控制電壓表示數(shù)不變，故接著將5Ω的電阻換成其他阻值的定值電阻進(jìn)行實驗，每次觀察到電壓表的示數(shù)為2V時，記錄電流表的示數(shù)；（4）根據(jù)控制變量法可知實驗可得到結(jié)論為：當(dāng)電阻一定時，導(dǎo)體中電流與其兩端電壓成正比；該實驗中滑動變阻器的作用除了保護(hù)電路外，其主要作用是保持電阻兩端的電壓不變；（5）因電壓表示數(shù)不變，根據(jù)P＝可知，當(dāng)接入5Ω的最小電阻時，定值電阻消耗的功率最大，PR最大＝＝0.8W；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﹣2V＝1V，變阻器分得的電壓為電阻兩端電壓的倍，根據(jù)分壓原理可知，此時變阻器接入電路的阻值為：R滑＝×5Ω＝2.5Ω；（6）用 50Ω 的電阻進(jìn)行了第 5 次實驗，由于保持電阻兩點電壓為UR＝2V不變，此時電流為IR＝I′＝＝0.04A，則滑動變阻器需要接入的阻值為：R′＝＝25Ω＞20Ω，即此時滑動變阻器的阻值不能滿足要求，故應(yīng)換用以更大阻值的變阻器，故選C。