Question

實驗小組在探究電流與電阻的關(guān)系時，用到如下器材：電源、電流表、定值電阻若干個，滑動變阻器、開關(guān)、導(dǎo)線若干．設(shè)計的電路如圖1所示．

（1）閉合開關(guān)前滑動變阻器的滑片應(yīng)移至

 

（選填“a”或“b”）端．實驗過程中應(yīng)通過調(diào)整滑動變阻器，使

 

保持不變．
（2）下面是他們獲取的部分實驗數(shù)據(jù)，分析這些數(shù)據(jù)，可以得出：

 

；

電阻R1/Ω	5	10	15	20	25
電流I/Ω	1.00	0.50	0.35	0.25	0.20

（3）在實驗過程，若電壓表示數(shù)突然變?yōu)?，電流表示數(shù)增大，則產(chǎn)生的故障原因可能是

 

；若電流表示數(shù)變?yōu)?，電壓表示數(shù)突然增大，則產(chǎn)生的故障原因可能是

 

．
（4）粗心的小明少領(lǐng)了一只電壓表，多領(lǐng)了一只電流表，他馬上找老師去要，但老師說用這些器材也可以進行實驗，請你幫助小明設(shè)計一個電路，將電路圖畫在圖2的方框內(nèi)．

Answer 1

分析：（1）閉合開關(guān)前，滑動變阻器的滑片應(yīng)移動阻值最大處；探究電流與電阻的關(guān)系時，需保持電阻兩端電壓不變；
（2）在探究“電流與電阻的關(guān)系”時，要采用控制變量法進行實驗，即電壓不變時探究電流與電阻的關(guān)系；
（3）當(dāng)電阻短路時，電路總電阻變小，電路電流變大，電流表示數(shù)變大，與電阻并聯(lián)的電壓表示數(shù)為零；
電流表示數(shù)為零，說明電路發(fā)生了斷路，電壓表示數(shù)突然增大，說明電壓表的正負接線柱與電源兩極相連；
（4）探究電流與電阻的關(guān)系時，需保持電阻兩端電壓不變，在只有電流表的情況下．使被測電阻與已知電阻并聯(lián)，電流表分別測量兩個電阻中的電流，滑動變阻器改變電路中的電流．

解答：解：（1）閉合開關(guān)前滑動變阻器的滑片應(yīng)移至阻值最大處，即b端．
實驗過程中應(yīng)通過調(diào)整滑動變阻器，使電阻R兩端的電壓保持不變；
（2）分析表1數(shù)據(jù)可知，控制電阻兩端的電壓不變，電流變化的倍數(shù)等于電阻變化倍數(shù)的倒數(shù)，故可得結(jié)論是：電壓一定時，電流與電阻成反比；
（3）當(dāng)R₁短路時，電路總電阻變小，電路電流變大，電流表示數(shù)變大，與電阻并聯(lián)的電壓表示數(shù)為零；
電流表示數(shù)為零，說明與電流表串聯(lián)的元件至少一處發(fā)生斷路；電壓表原來測量R₁斷路兩端電壓，突然示數(shù)變大，說明與電壓表串聯(lián)的元件是通路，電壓表測量電源電壓．所以故障為R₁斷路；
（4）使被測電阻與一個已知電阻并聯(lián)，電流表分別測量兩條支路的電流，滑動變阻器串聯(lián)在干路中，當(dāng)被測電路更換后，移動滑動變阻器的滑片，使通過已知電阻中的電流不變，如下圖所示：

故答案為：（1）b；電阻R兩端電壓；（2）電壓一定時，電流與電阻成反比；（3）R₁短路；R₁斷路．

點評：此題是探究電流和電阻的關(guān)系，注意控制變量法在此實驗中的應(yīng)用．考查了有關(guān)電流表、滑動變阻器的使用，難點是電路的設(shè)計．