Question

14．（1）某同學用圖甲所示的電路探究“通過導體的電流與電壓、電阻的關系”，電源電壓恒為3V．
①閉合開關后，電流表無示數(shù)，但電壓表有示數(shù)，原因可能是C．
A．電流表斷路   B．電壓表斷路   C．R₁斷路     D．R₂斷路
②探究電流與電壓的關系時，應保持R₁不變（R₁/R₂）．
③探究電流與電阻的關系時，當R₁的阻值是2Ω，電流表示數(shù)是1.0A；要使電流表示數(shù)是0.5A，R₁的阻值是4Ω；多次測量后，作出的I～R₁圖象是圖乙中的D．

（2）小明利用圖丙所示的電路做“探究通過導體的電流與導體電阻的關系”的實驗．他使用的器材有：兩節(jié)干電池，阻值為5Ω（R₁）、10Ω（R₂）、20Ω（R₃）的定值電阻、“15Ω lA”的滑動變阻器、電流表、電壓表和開關各一只，導線若干．正確連接好電路后，小明首先將R₁接入電路，移動滑動變阻器滑片使R₁兩端的電壓為1.5V，讀出電流表的示數(shù)．①小明將用R₂替換R₁接入電路，接下來他應該進行的操作是移動滑動變阻器滑片使R₂兩端的電壓為1.5V，讀出電流表的示數(shù)．
②小明用R₃替換R₂接入電路進行實驗，發(fā)現(xiàn)無論怎樣移動滑動變阻器，R₃兩端的電壓始終無法達到1.5V．經(jīng)檢查，電路連接無誤，各元件均完好．請你幫他找出一種可能的原因滑動變阻器最大阻值過�。�
③在不改變電路和器材的前提下，針對②中的問題，怎樣改進該實驗，請寫出你的辦法：保持定值電阻兩端的電壓為2V不變．

Answer 1

分析 （1）①電流表無示數(shù)，則電路斷路，電壓表有示數(shù)，則與電壓表并聯(lián)的電路斷路；
②要探究電流和電壓的關系，應保持電阻不變；
③在探究電流和電阻的關系時，應保持電阻兩端的電壓不變，根據(jù)歐姆定律進行分析；
（2）①探究電流與電阻的關系時應控制定值電阻兩端的電壓不變；
②定值電阻變大時，兩端電壓相應變大，為保持電壓一定，必須調節(jié)滑動變阻器滑片，使其接入電路電阻相應變化；
③在不改變實驗器材的前提下，可適當提高電阻兩端的電壓，以便達到實驗目的．

解答 解：（1）①電流表無示數(shù)，則電路斷路，電壓表有示數(shù)，則與電壓表并聯(lián)的R₁斷路；
②由圖知，該實驗是探究R₁的電流和電壓、電阻的關系，所以探究電流與電壓的關系時，應保持R₁不變；
③探究電流與電阻的關系時，應保持電阻兩端的電壓不變，由題意知，U=IR=1.0A×2Ω=2V，所以要使電流表示數(shù)是0.5A，
R₁的阻值是R′=$\frac{U}{I′}$=$\frac{2V}{0.5A}$=4Ω；電壓不變，電流與電阻成反比，圖象應為D；
（2）①將R₁接入電路，調節(jié)滑動變阻器使電壓表示數(shù)為1.5V，說明電壓表的示數(shù)應控制在1.5V不變，用R₂替換R₁接入電路后，應調節(jié)滑動變阻器，使電壓表的示數(shù)為1.5V；
②由圖3可知，將10Ω電阻換成15Ω電阻、滑片移動到最右端時電壓表的示數(shù)大于1.5V，說明定值電阻分得的電壓仍然太大，即滑動變阻器的最大阻值太��；
③在不改變電路和器材的前提下，針對②中的問題，怎樣改進該實驗，請寫出你的辦法：適當提高定值電阻兩端的電壓，如：保持定值電阻兩端的電壓為2V不變．
故答案為：
（1）C；R₁；4；D；
（2）移動滑動變阻器滑片使R₂兩端的電壓為1.5V；滑動變阻器最大阻值過��；保持定值電阻兩端的電壓為2V不變．

點評 電流與電壓和電阻有關，所以在探究過程中應用到控制變量法，關于電路的連接方法及注意的問題，是電學中的基礎，應掌握熟練．