Question

【題目】小芳用如圖甲所示的實(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）連接電路時(shí)開(kāi)關(guān)應(yīng)________，滑片應(yīng)置于________（選填“A”或“B”）．

（2）小芳5Ω 定值電阻接入電路后，閉合開(kāi)關(guān)，發(fā)現(xiàn)電流表無(wú)示數(shù)而電壓表有示數(shù)，則電路中的故障可能是________；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，請(qǐng)將此時(shí)電流表的示數(shù)填入下表中．

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	定值電阻（Ω）	電流表示數(shù)（A）
1	5	__________
2	10	0.18
3	20	0.09

（3）將5Ω 定值電阻換成10Ω 定值電阻，閉合開(kāi)關(guān)，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P，眼睛觀察________表，直到其示數(shù)為________時(shí)，停止移動(dòng)滑片，記錄此時(shí)各表的示數(shù)．

（4）將10Ω 定值電阻換成20Ω 定值電阻，重復(fù)步驟（3）．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：當(dāng)電壓一定時(shí)，通過(guò)導(dǎo)體 中的電流與電阻成________比．

（5）實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，小芳問(wèn)老師在此實(shí)驗(yàn)中________（選填“能”或“不能”）換用50Ω 的定值電阻進(jìn)行實(shí)驗(yàn)？老師指導(dǎo)小芳分析了其原因是________．

Answer 1

【答案】斷開(kāi) B 電阻R斷路 0.36 電壓 1.8 反 不能 滑動(dòng)變阻器最大阻值太小，無(wú)法保持電壓表示數(shù)為1.8V.

【解析】

（1）為保護(hù)電路，連接電路時(shí)開(kāi)關(guān)應(yīng)斷開(kāi)，變阻器連入電路中的電阻最大；（2）若電流表示數(shù)為0，說(shuō)明電路可能斷路；電壓表有示數(shù)，說(shuō)明電壓表與電源連通，則與電壓表并聯(lián)的支路以外的電路是完好的，則與電壓表并聯(lián)的電阻斷路了；根據(jù)圖中電流表小量程讀數(shù)；（3）根據(jù)歐姆定律，求出電壓表示數(shù)，研究電流與電阻的關(guān)系時(shí)，應(yīng)保持電壓表示數(shù)不變；（4）電流與電阻的關(guān)系：電壓一定，電流與電阻成反比；（5）根據(jù)分壓原理，求出若換用50Ω的定值電阻進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)定值電阻的電壓判斷．

(1)為保護(hù)電路，連接電路時(shí)開(kāi)關(guān)應(yīng)斷開(kāi)，變阻器連入電路中的電阻最大，即移動(dòng)到B端；

(2)經(jīng)分析，小芳5Ω定值電阻接入電路后，閉合開(kāi)關(guān)，發(fā)現(xiàn)電流表無(wú)示數(shù)而電壓表有示數(shù)，則電路中的故障可能是定值電阻R斷路；圖中電流表選用小量程，分度值為0.02A，示數(shù)為0.36A；

(3)根據(jù)歐姆定律，電壓表示數(shù)為U=IR=0.36A×5Ω=1.8V；將5Ω電阻換成10Ω后，電壓表的示數(shù)會(huì)變大，所以應(yīng)該增大滑動(dòng)變阻器的阻值，即應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片P向A移動(dòng)，使電壓表仍為原來(lái)的示數(shù)不變，仍為1.8V；

(4)縱向分析表中數(shù)據(jù)，可知，當(dāng)電壓一定時(shí)，電阻為原來(lái)的幾倍，電流為原來(lái)的幾分之一，即當(dāng)電壓一定時(shí)，通過(guò)導(dǎo)體中的電流與電阻成反比；

(5)當(dāng)定值電阻為50Ω時(shí)，即使滑動(dòng)變阻器最大阻值為20Ω連入電路，根據(jù)分壓原理，此時(shí)定值電阻兩端的電壓最小，電路中的電流為I==，定值電阻兩端的電壓U=IR=A×50Ω≈2.14V>1.8V，無(wú)法保持定值電阻兩端電壓始終為1.8V.