Question

【題目】在探究導(dǎo)體中電流與電阻的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)器材有：學(xué)生電源（3V不變），電流表、電壓表、定值電阻4只（5Ω、10Ω、20Ω、25Ω各一只），滑動變阻器M（10Ω 1A），滑動變阻器N（20Ω 1A），開關(guān)、導(dǎo)線若干：

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	電阻/Ω	電流/A
1	5	0.40
2	10	0.20
3	20	0.10
4	25	0.08

(1)請你用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖中的實(shí)物電路連接完整，要求滑片P向B端移動時(shí)電路中的電流變大；

（______）

(2)連接好電路，閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)電流表示數(shù)幾乎為零，電壓表示數(shù)為3V，調(diào)節(jié)滑動變阻器的阻值，兩表示數(shù)均無明顯變化，電路故障原因可能是_____；

(3)排除故障后閉合開關(guān)，移動滑動變阻器，電壓表示數(shù)為2V，然后斷開開關(guān)，將電阻R 從5Ω換成10Ω，再閉合開關(guān)，此時(shí)電壓表的示數(shù)_____（選填“大于”、“小于”或“等于”）2V，接下來他應(yīng)將滑動變阻器的滑片向_____端（選填“A”、“B”）移動使電壓表示數(shù)保持不變；

(4)更換不同定值電阻進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表，分析表中數(shù)據(jù)可得到的結(jié)論是：_____；

(5)實(shí)驗(yàn)中應(yīng)選擇的滑動變阻器是_____（選填“M”、“N”）。

Answer 1

【答案】 R斷路 大于 B 在電壓一定時(shí)，通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比 N

【解析】

(1)使滑動變阻器與定值電阻串聯(lián)，滑片P向B端移動時(shí)電路中電流變大，說明滑動變阻器接入電路的阻值減小，故將B接線柱接入電路。

(2)無論怎樣移動滑動變阻器的滑片，電流表的示數(shù)為零，說明電路出現(xiàn)斷路，并且斷路在電壓表兩接線柱之間；根據(jù)表格數(shù)據(jù)可知電流表使用的量程，由電流表量程和分度值讀出其示數(shù)。

(3)根據(jù)控制變量法，研究電流與電阻的關(guān)系時(shí)，需控制定值電阻的電壓相同，當(dāng)換上大電阻時(shí)，根據(jù)分壓原理確定電壓表示數(shù)的變化，由串聯(lián)電路電壓的規(guī)律結(jié)合分壓原理確定滑片移動的方向。

(4)研究電流跟電阻關(guān)系時(shí)，控制電壓不變，分析電流和電阻的變化關(guān)系得出結(jié)論。

(5)根據(jù)表格中數(shù)據(jù)，用公式計(jì)算出導(dǎo)體兩端的電壓；根據(jù)串聯(lián)分壓的知識，當(dāng)定值電阻的阻值最大時(shí)，所需的滑動變阻器的阻值也最大，結(jié)合歐姆定律的知識計(jì)算得出。

(1)[1]將滑動變阻器的B接線柱與定值電阻的右接線柱相連，如下圖所示：

(2)[2]閉合開關(guān)，無論怎樣移動滑片，且電壓表始終為3V，電流表示數(shù)為零，說明電壓表串聯(lián)在了電路中，電流太小電流表顯示不出來，則故障的原因可能是R斷路。

(3)[3]根據(jù)串聯(lián)分壓原理可知，將定值電阻R由5Ω換成10Ω的電阻，電阻增大，其分得的電壓增大，電壓表的示數(shù)大于2V。

[4]探究電流與電阻的實(shí)驗(yàn)中應(yīng)控制電壓不變，即應(yīng)保持電阻兩端的電壓不變，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律可知應(yīng)增大滑動變阻器分得的電壓，由分壓原理，應(yīng)增大滑動變阻器連入電路中的電阻，則滑片應(yīng)向A端移動，使電壓表的示數(shù)為2V。

(4)[5]研究電流跟電阻之間的關(guān)系，電流的變化倍數(shù)與電阻變化倍數(shù)的倒數(shù)相等，故可得結(jié)論：在電壓一定時(shí)，通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比。

(5)[6]電壓表的示數(shù)保持不變,由表格中數(shù)據(jù)知

根據(jù)串聯(lián)分壓的知識，當(dāng)定值電阻的阻值最大為25Ω時(shí)，所需滑動變阻器的阻值也最大，此時(shí)電路中電流為

則有

因此選擇滑動變阻器N。