Question

10．小孫在探究電流與電阻關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中，設(shè)計了如圖所示的電路，電源由兩節(jié)新干電池提供．
（1）請你用筆畫線代替導(dǎo)線將如圖所示電路連接完整，使得此時滑動變阻器接入的電阻值最大；
（2）連接電路時，開關(guān)必須斷開．若開關(guān)閉合后，發(fā)現(xiàn)電流表無示數(shù)，電壓表示數(shù)為3V，而故障只發(fā)生在定值電阻和滑動變阻器上，則此時的電路故障具體為定值電阻斷路；
（3）排除故障后，小孫依次用5Ω、l0Ω、15Ω的定值電阻接入電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，調(diào)節(jié)滑動變阻器，保持電壓表示數(shù)為1V不變，為了完成實(shí)驗(yàn)，選取的滑動變阻器的最大阻值應(yīng)該不小于30Ω，由此得到結(jié)論：電壓一定時，電流與電阻成反比；
（4）保持電壓表示數(shù)為2V的條件下重復(fù)進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn)，其目的是尋找普遍規(guī)律（或防止實(shí)驗(yàn)結(jié)論具有偶然性）．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)電源電壓確定電壓表量程與電阻并聯(lián)，根據(jù)滑動變阻器接入的電阻值最大確定變阻器的連接；
（2）連接電路時，為保護(hù)電路，開關(guān)要斷開；
電流表無示數(shù)，說明電路可能斷路；電壓表有示數(shù)，說明電壓表與電源的兩極連通，則與電壓表并聯(lián)的燈之外的電路是連通的，說明與電壓表并聯(lián)的電阻斷路了；
（3）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)分壓原理確定當(dāng)最大的定值電阻接入電路時，變阻器連入電路中的電阻大小，確定變阻器最大阻值應(yīng)該不小于多少；電壓一定時，電流與電阻成反比；
（4）為得到普遍性的規(guī)律，應(yīng)多次實(shí)驗(yàn)．

解答 解：（1）電源電壓為3V，電壓表選用小量程與電阻并聯(lián)，因要求滑動變阻器接入的電阻值最大，故將滑片以左電阻絲連入電路中，如下所示：

（2）連接電路時，開關(guān)必須斷開；
經(jīng)分析，若開關(guān)閉合后，發(fā)現(xiàn)電流表無示數(shù)，電壓表示數(shù)為3V，而故障只發(fā)生在定值電阻和滑動變阻器上，則此時的電路故障具體為：定值電阻斷路；
（3）因保持電壓表示數(shù)為1V不變，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，則變阻器的電壓U_滑=3V-1V=2V，變阻器的電壓為電阻電壓的2倍，根據(jù)分壓原理，變阻器連入電路中的電阻為定值電阻的2倍，當(dāng)接入15Ω的定值時，為了完成實(shí)驗(yàn)，變阻器連入電路中的電阻大小為2×15Ω=30Ω，即選取的滑動變阻器的最大阻值應(yīng)該不小于30Ω；
由此得到結(jié)論：電壓一定時，電流與電阻成反比；
（4）保持電壓表示數(shù)為2V的條件下重復(fù)進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn)，其目的是：尋找普遍規(guī)律（或防止實(shí)驗(yàn)結(jié)論具有偶然性）
故答案為：（1）如上所示；
（2）斷開；定值電阻斷路；
（3）30；  電流與電阻成反比；
（4）尋找普遍規(guī)律（或防止實(shí)驗(yàn)結(jié)論具有偶然性）．

點(diǎn)評 本題探究電流與電阻關(guān)系，考查電路的連接、注意事項(xiàng)、故障分析、器材的選擇、實(shí)驗(yàn)結(jié)論、歸納法的應(yīng)用，均為電學(xué)實(shí)驗(yàn)的重要內(nèi)容，要掌握．