Question

【題目】小彬用如圖甲所示的實(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、40Ω的定值電阻各一個(gè)。

（1）小哲幫小彬檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)連線不對(duì)，而且只要改接一根導(dǎo)線就可以了，請(qǐng)你把接錯(cuò)的那根導(dǎo)線找出來，打上“×”，再畫線把它改到正確的位置上（導(dǎo)線不允許交叉）。

（___）

（2）電路改正以后，小彬?qū)嶒?yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)電流表示數(shù)為0，電壓表示數(shù)接近3V，經(jīng)檢查導(dǎo)線均完好且接觸良好，則電路發(fā)生的故障可能是_____。

（3）排除故障后，如果他們先用5Ω的電阻做實(shí)驗(yàn)，閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片P，使電壓表的示數(shù)達(dá)到某一值時(shí)，電流表的示數(shù)如圖乙所示，此時(shí)電路中的電流為_____A。

（4）如果他們用5Ω的電阻做實(shí)驗(yàn)時(shí)，滑動(dòng)變阻器的滑片剛好在上圖所示位置，接下來把5Ω換成10Ω電阻后，為保持電壓表的示數(shù)不變，應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片P向_____端移動(dòng)（選填“左”或“右”）。

（5）再將10Ω定值電阻換成20Ω定值電阻，重復(fù)以上步驟。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)，通過導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體的電阻成_____比。

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

（6）小彬同學(xué)換用40Ω的定值電阻接著進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)判斷他能否順利完成并說明理由。_____。

Answer 1

【答案】 定值電阻斷路 0.36 左 反 不能，滑動(dòng)變阻器的阻值太小，無法使電壓表的示數(shù)達(dá)到1.8V

【解析】

（1）探究“電流與電阻的關(guān)系”，電壓表與電阻并聯(lián)，電流表串聯(lián)在電路中；（2）若電流表示數(shù)為0，說明電路可能斷路；電壓表示數(shù)接近電源電壓3V，說明電壓表與電源連通，分析電路故障原因；（3）由電流表小量程讀數(shù)；（4）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(dòng)的方向；（5）橫向比較表中數(shù)據(jù)得出結(jié)論；（6）研究電流與電阻的關(guān)系時(shí)，要控制電壓表示數(shù)不變，由歐姆定律的變形公式求出電壓表示數(shù)，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，求出變阻器分得的電壓：根據(jù)分壓原理，求出變阻器連入電路中的阻值與題中的變阻器比較。

（1）原電路中電流表與變阻器并聯(lián)，電壓表串聯(lián)在電路中了，是錯(cuò)誤的，電壓表與電阻并聯(lián)，電流表串聯(lián)在電路中，如下圖所示：

（2）若電流表示數(shù)為0，說明電路可能斷路；電壓表示數(shù)接近電源電壓3V，說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)的部分電阻斷路了；

（3）從圖乙中得到電流表的量程是0-0.6A，分度值是0.02A，指針的位置在0.36A處，電流表的示數(shù)是0.36A；

（4）根據(jù)串聯(lián)分壓原理可知，將定值電阻由5Ω改接成10Ω的電阻，電阻增大，其分得的電壓增大；探究電流與電阻的實(shí)驗(yàn)中應(yīng)控制電壓不變，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(dòng)變阻器分得的電壓，由分壓原理，應(yīng)增大滑動(dòng)變阻器連入電路中的電阻，所以滑片應(yīng)向左端移動(dòng)，使電壓表的示數(shù)為不變；

（6）橫向分析表中數(shù)據(jù)，電阻為原來的幾倍，通過的電流為原來的幾分之一，即當(dāng)電壓一定時(shí)，通過導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體的電阻成反比；

（7）研究電流與電阻的關(guān)系時(shí)，要控制電壓表示數(shù)不變，由歐姆定律的變形公式，電壓表示數(shù)：U=IR=0.09A×20Ω=1.8V，由串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，變阻器分得的電壓：U滑=U-U表=3V-1.8V=1.2V，變阻器的電壓為電壓表示數(shù)的，根據(jù)分壓原理，變阻器連入電路中的阻值：，滑動(dòng)變阻器上標(biāo)有“20 Ω　2 A”字樣，變阻器的最大阻值是20Ω，滑動(dòng)變阻器的阻值太小，無法使電壓表的示數(shù)達(dá)到1.8V他不能完成實(shí)驗(yàn)。