Question

10．某班同學為了“探究電流與電阻的關系”，設計了如圖甲所示的實驗電路．在學校實驗室找來了如下一些實驗器材：電壓恒為3V的電源，電流表、電壓表各一只，一個開關，阻值分別為10Ω、20Ω、25Ω的定值電阻各一個，滑動變阻器和導線若干．

（1）連接電路時，應讓開關處于斷開狀態(tài)，滑動變阻器置于A端（填“A”或“B”）．滑動變阻器的作用是：保護電路．
（2）小強連接好電路后，閉合開關，移動滑片時，電壓表的示數增大，電流表的示數減小，可能出現的錯誤是：電壓表接到了滑動變阻器兩端．
（3）小輝同學連接好電路，通電時發(fā)現電流表有示數但很小，移動滑動變阻器滑片不能改變電流和電壓，則原因是：滑動變阻器都接了下接線柱．
（4）排除故障后，小華先把10Ω的電阻接入電路，移動滑動變阻器的滑片P，使電壓表示數為2.5V，讀出電流表的示數后，斷開開關S，她直接拆下10Ω的電阻，改換成阻值為20Ω的電阻繼續(xù)做實驗，接下來她應向A端（填“A”或“B”）移動滑動變阻器的滑片P繼續(xù)做實驗．
（5）小華完成了多組實驗，利用收集到的數據，作出了如圖所示的電流I隨電阻R變化的關系圖象，分析圖象得出結論：當電壓一定時，電流與電阻成反比．
（6）為了能用所選的三只定值電阻完成實驗，小華所選滑動變阻器的最大阻值應不小于5Ω．

Answer 1

分析 （1）連接電路時，開關應斷開，滑動變阻器的滑片應置于最大值處；滑動變阻器能保護電路；
（2）連接電路后，閉合開關，發(fā)現移動滑片時，電流表示數變小而電壓表示數在變大，出現這種現象的原因是電壓表并聯在變阻器兩端；
（3）滑動變阻器的正確接法是“一上一下”；
（4）根據串分壓的知識，定值電阻的阻值變大，兩端電壓變大，要保持其兩端電壓不變，應減小變阻器的阻值；
（5）分析圖丙中圖象，曲線上每一點對應的電流和電阻的乘積相等，說明電壓一定時，導體中的電流與電阻成反比．
（6）根據滑動變阻器的最大阻值與定值電阻阻值間的關系，由串聯電路的分壓原理分析電壓表不能達到要求的原因．

解答 解：
（1）為了保護電路，連接電路時開關應處于斷開狀態(tài)，滑動變阻器的滑片應置于最大值A端；滑動變阻器能保護電路；
（2）連接電路后，閉合開關，發(fā)現移動滑片時，電流表示數變小而電壓表示數在變大，出現這種現象的原因是電壓表并聯在變阻器兩端；
（3）連接好電路后發(fā)現電壓表與電流表均有示數，但示數很小，且無論如何移動滑動變阻器滑片，電壓表與電流表示數均無明顯變化．則可能存在的原因是滑動變阻器是選擇的最下面的兩個接線柱；
（4）由圖可知，電壓表所選量程為0～3V，根據指針位置可知，其示數是2.4V，
拆下阻值為10Ω的電阻改換成阻值為2OΩ的電阻．閉合開關，電壓表的示數會變大，應增大滑動變阻器的阻值，則應將變阻器滑片向右移動，使電壓表的示數不變?yōu)?V；
（5）分析圖丙圖象，曲線上每點對應的電流和電阻的乘積都等于2.5V，說明電壓一直保持在2.5V，此時導體中的電流與電阻成反比；
（6）當改用25Ω的電阻時，電路中的電流I=0.1A；滑動變阻器的阻值為：R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{0.5V}{0.1A}$=5Ω．
故答案為：（1）斷開、A、保護電路；（2）電壓表接到了滑動變阻器兩端；（3）滑動變阻器都接了下接線柱；（4）2.5；A；（5）當電壓一定時，電流與電阻成反比；（6）5．

點評 本題考查了連接實物電路圖、實驗數據處理、實驗操作分析、實驗操作改進等問題，實驗操作分析及實驗改進措施是本題的難點，要根據串聯電路的分壓原理認真分析，然后提出改進措施．