Question

【題目】小彬用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)器材探究“電流與電阻的關(guān)系”.電源電壓恒為3V，滑動(dòng)變阻器上標(biāo)有“20Ω 2A”字樣，阻值分別為5Ω、10Ω、20Ω、50Ω的定值電阻各一個(gè).

（1）請(qǐng)你用筆畫線代替導(dǎo)線，把圖甲所示的實(shí)驗(yàn)電路補(bǔ)充完整_____________.

（2）小彬5Ω定值電阻接入電路后，閉合開(kāi)關(guān)，發(fā)現(xiàn)電流表有示數(shù)而電壓表無(wú)示數(shù)，則電路中的故障可能是________________（寫出一種）；排除故障后，閉合開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片P，使電流表的示數(shù)如圖乙所示，此時(shí)電路中的電流為__________A.

（3）將5Ω定值電阻換成10Ω定值電阻，閉合開(kāi)關(guān)，為了保持__________表的示數(shù)不變，應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片P向______（A/B）移動(dòng)，記錄此時(shí)各表的示數(shù).將10Ω定值電阻換成20Ω定值電阻，重復(fù)以上步驟.

（4）實(shí)驗(yàn)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：_______________________________

（5）實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，小彬問(wèn)老師在此實(shí)驗(yàn)中能否換用50Ω的定值電阻進(jìn)行實(shí)驗(yàn)？老師指導(dǎo)小彬分析了不能更換的原因.你認(rèn)為其原因是___________________________.

Answer 1

【答案】 R短路 0.36 電壓 A 當(dāng)電壓一定時(shí)，通過(guò)導(dǎo)體的電流與電阻成反比 變阻器最大阻值太小

【解析】（1）如圖連接滑動(dòng)變阻器的C端到定值電阻的右端，因?yàn)殡妷罕硪�與電阻并聯(lián)，測(cè)量其電壓，且電源電壓為3V，不超過(guò)小量程，所以再連接定值電阻的右端到電壓表的“3V”接線柱，如圖。

（2）如圖的電路中，當(dāng)定值電阻短路后，電流表會(huì)有電流，因?yàn)殡妷罕肀欢搪罚�所以電壓表不�?huì)有示數(shù)，故閉合開(kāi)關(guān)，發(fā)現(xiàn)電流表有示數(shù)而電壓表無(wú)示數(shù)，則電路中的故障可能是R短路；

排除故障后，閉合開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片P，使電流表的示數(shù)如圖乙所示，電流表速使用小不量程，分度值為0.02A，讀數(shù)即此時(shí)電路中的電流為0.36A。

（3）將5Ω定值電阻換成10Ω定值電阻，因?yàn)樘骄侩娏髋c電流的關(guān)系時(shí)，根據(jù)控制變量法的思路，要保持電阻兩端的電壓不變，所以閉合開(kāi)關(guān)保持電壓表的示數(shù)不變，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)，各串聯(lián)電阻兩端的電壓與電阻成正比，所以定值電阻增大時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻也應(yīng)變大，故應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片P向A移動(dòng)，記錄此時(shí)各表的示數(shù).將10Ω定值電阻換成20Ω定值電阻，重復(fù)以上步驟.

（4）根據(jù)實(shí)驗(yàn)記錄的多組數(shù)據(jù)可知，每次的電阻與電流的乘積不變，即當(dāng)電壓一定時(shí)，通過(guò)導(dǎo)體的電流與電阻成反比。

（5）根據(jù)以上步驟可知，實(shí)驗(yàn)時(shí)電壓表的示數(shù)為：，

當(dāng)用50Ω的定值電阻進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，保持電壓不變，電流為：；

電源為3V，滑動(dòng)變阻器兩端的電壓為：，

滑動(dòng)變阻器的最小阻值應(yīng)為：。

而實(shí)驗(yàn)中作用的滑動(dòng)變阻器的最大阻值為20Ω，所以不能更換的原因.你認(rèn)為其原因是變阻器最大阻值太小。