Question

1．在探究“導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體的電阻關(guān)系”的試驗中，使用的實驗器材有：電壓為6V的電源、滑動變阻器“20Ω 1A”，不同阻值的定制電阻5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω、30Ω，電流表、電壓表、開關(guān)各一個，導(dǎo)線若干．

（1）按電路圖連接好實物圖，開關(guān)閉合前，應(yīng)當(dāng)將滑動變阻器滑片滑到B端（選填“A”“B”）
（2）閉合開關(guān)后，小神同學(xué)發(fā)現(xiàn)電流表有示數(shù)，移動滑動變阻器滑片，電壓表實數(shù)始終未0，造成這一現(xiàn)象的原因可能是A
A、電阻短路   B、電流表壞了  C、滑動變阻器短路    D、電壓表短路
（3）排除故障后，電表又選擇了適合的量程，小神將5Ω、10Ω、15Ω的定值電阻介入電路，所測得的幾組電流、電壓如表1，由于操作不當(dāng)，導(dǎo)致期中有一組數(shù)據(jù)存在錯誤，請判斷第3次試驗數(shù)據(jù)存在錯誤，產(chǎn)生這種錯誤的原因是沒有移動滑片就讀電流表示數(shù)了，糾正錯誤后，可得出的試驗結(jié)論是：在電壓一定時，導(dǎo)體的電流與電阻成反比．
表1

實驗次數(shù)	1	2	3
電阻R/Ω	5	10	15
電流I/A	0.6	0.3	0.24

（4）愛思考的小神在想，是不是任意設(shè)定一個電壓表示數(shù)U₀都能完成上述試驗．通過實驗發(fā)現(xiàn)，并不是任意一個U₀都能完成實驗．若仍用上述所有材料，本實驗應(yīng)控制不變的電壓值U₀最小值為1.2V，最大值為6V．

Answer 1

分析 （1）為保護(hù)電路，在閉合開關(guān)前，應(yīng)將滑片移至最大阻值處；
（2）電流表有示數(shù)，說明整個電路是通路，電壓表無示數(shù)，說明電壓表被短路．
（3）探究電流與電阻關(guān)系時，要保持電壓一定，分析表中數(shù)據(jù)得出結(jié)論；
（4）根據(jù)滑動變阻器的調(diào)節(jié)電壓的作用分析．

解答 解：（1）由圖甲知，滑動變阻器的下面接了左邊的A接線柱，所以在閉合開關(guān)前，應(yīng)將滑片移至最右端即B端；
（2）電壓表測量燈泡兩端電壓，電流表測量電路電流；閉合開關(guān)后，電流表有示數(shù)，則電路是通路，電壓表無示數(shù)，說明與電壓表并聯(lián)的部分短路，即電阻短路；
（3）當(dāng)接入電阻R₂=10Ω時，電路中的電流為I₂=0.3A，此時滑動變阻器接入的阻值為R=$\frac{U-{U}_{2}}{{I}_{2}}$=10Ω，將R₂換為R₃=15Ω時，滑動變阻器滑片位置不動，此時電流中的電流為I=$\frac{U}{R+{R}_{3}}$=0.24A，故第3次實驗時，沒有移動滑片就讀電流表示數(shù)了，由于電壓一定時，導(dǎo)體中的電流與其電阻成反比，故應(yīng)該為I'=$\frac{3V}{15Ω}$=0.2A；
由表格中的數(shù)據(jù)可知：在電壓一定時，導(dǎo)體的電流與電阻成反比；
（4）滑動變阻器能改變電壓表的示數(shù)，當(dāng)滑動變阻器接入電路的電阻為0時，電阻兩端的電壓是最大的，故最大電壓為6V；
當(dāng)滑動變阻器的電阻最大時，電壓表的示數(shù)最小，由串聯(lián)電路的電阻分壓的特點可知：電阻越小，分擔(dān)的電壓越小，當(dāng)電阻為5Ω時分擔(dān)的電壓最小，此時電路的總電阻為：R_總=R+R'=5Ω+20Ω=25Ω，電路中的電流為：I=$\frac{U}{{R}_{總}}$=$\frac{6V}{25Ω}$=0.24A；電壓表的示數(shù)為：U₀=IR=0.24A×5Ω=1.2V．
故答案為：（1）B；（2）A；（3）3；沒有移動滑片就讀電流表示數(shù)了；在電壓一定時，導(dǎo)體的電流與電阻成反比；（4）1.2；6．

點評 本題是探究電流與電阻關(guān)系的實驗，考查了滑動變阻器的連接、電流表的讀數(shù)及歐姆定律在串聯(lián)電路中的應(yīng)用，其中（4）是本題的難點，關(guān)鍵能分析出所需滑動變阻器的最大值及滑動變阻器阻值最大時，電阻兩端能達(dá)到的最小和最大電壓．