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(yàn)中，使用的實(shí)驗(yàn)器材有：電壓為6V的電源、滑動(dòng)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(gè)，導(dǎo)線若干．

（1）按電路圖連接好實(shí)物圖，開關(guān)閉合前，應(yīng)當(dāng)將滑動(dòng)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(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片，電壓表實(shí)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(dòng)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(cè)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(cuò)誤，請(qǐng)判斷第3次試驗(yàn)數(shù)據(jù)存在錯(cuò)誤，產(chǎn)生這種錯(cuò)誤的原因是沒(méi)有移動(dòng)滑片就讀電流表示數(shù)了，糾正錯(cuò)誤后，可得出的試驗(yàn)結(jié)論是：在電壓一定時(shí)，導(dǎo)體的電流與電阻成反比．
表1

實(shí)驗(yàn)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(ài)思考的小神在想，是不是任意設(shè)定一個(gè)電壓表示數(shù)U₀都能完成上述試驗(yàn)．通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，并不是任意一個(gè)U₀都能完成實(shí)驗(yàn)．若仍用上述所有材料，本實(shí)驗(yàn)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(shuō)明整個(gè)電路是通路，電壓表無(wú)示數(shù)，說(shuō)明電壓表被短路．
（3）探究電流與電阻關(guān)系時(shí)，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(dòng)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(dòng)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(cè)量燈泡兩端電壓，電流表測(cè)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(wú)示數(shù)，說(shuō)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(shí)，電路中的電流為I₂=0.3A，此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入的阻值為R=$\frac{U-{U}_{2}}{{I}_{2}}$=10Ω，將R₂換為R₃=15Ω時(shí)，滑動(dòng)變阻器滑片位置不動(dòng)，此時(shí)電流中的電流為I=$\frac{U}{R+{R}_{3}}$=0.24A，故第3次實(shí)驗(yàn)時(shí)，沒(méi)有移動(dòng)滑片就讀電流表示數(shù)了，由于電壓一定時(shí)，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(shí)，導(dǎo)體的電流與電阻成反比；
（4）滑動(dòng)變阻器能改變電壓表的示數(shù)，當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻為0時(shí)，電阻兩端的電壓是最大的，故最大電壓為6V；
當(dāng)滑動(dòng)變阻器的電阻最大時(shí)，電壓表的示數(shù)最小，由串聯(lián)電路的電阻分壓的特點(diǎn)可知：電阻越小，分擔(dān)的電壓越小，當(dāng)電阻為5Ω時(shí)分擔(dān)的電壓最小，此時(shí)電路的總電阻為：R_總=R+R'=5Ω+20Ω=25Ω，電路中的電流為：I=$\frac{U}{{R}_{總}(cāng)}$=$\frac{6V}{25Ω}$=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(méi)有移動(dòng)滑片就讀電流表示數(shù)了；在電壓一定時(shí)，導(dǎo)體的電流與電阻成反比；（4）1.2；6．

點(diǎn)評(píng) 本題是探究電流與電阻關(guān)系的實(shí)驗(yàn)，考查了滑動(dòng)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(diǎn)，關(guān)鍵能分析出所需滑動(dòng)變阻器的最大值及滑動(dòng)變阻器阻值最大時(shí)，電阻兩端能達(dá)到的最小和最大電壓．