Question

5．小明用如圖所示的電路探究“電流與電阻的關系”．器材如下：電壓為3V的電源，標有“20Ω  2A”字樣的滑動變阻器，阻值為5Ω、10Ω、20Ω的定值電阻各一個，電流表、電壓表、開關和導線．
（1）小明把5Ω的電阻接入電路，變阻器的滑片P移到阻值最大處，閉合開關S，發(fā)現(xiàn)電流表有示數而電壓表無示數，則電路的故障可能是R短路（寫出一種）．排除故障后，閉合開關，調節(jié)滑片P到適當位置，記錄電流表的示數．
（2）斷開開關S，小明用10Ω的電阻替換5Ω的電阻，馬上閉合開關S，為了保持電壓表的示數不變，應將滑片P從原位置向B端（選填“A”或“B”）移動．但老師指出此操作有缺漏，你認為應補充的操作是：先將滑動變阻器的滑片P處于最大阻值處，再閉合開關，移動滑片P使電壓表的示數為原來電壓值．
（3）實驗數據如表所示，可得出結論：當電壓一定時，通過導體中的電流與電阻成反比．

實驗次數	定值電阻/Ω	電流表示數/A
1	5	0.4
2	10	0.2
3	20	0.1

（4）實驗結束后，利用現(xiàn)有器材還可進行的探究實驗有：伏安法測電阻．（寫出一條即可）

Answer 1

分析 （1）常見電路故障有斷路與短路，根據電路故障現(xiàn)象分析電路故障原因．
（2）根據串聯(lián)電路分壓的規(guī)律可知用10Ω的電阻替換5Ω的電阻后電阻兩端電壓的變化情況，再根據串聯(lián)電路電壓規(guī)律判斷滑動變阻器兩端電壓的變化，進一步確定滑片移動的方向．
（3）電壓一定，電流與電阻成反比；
（4）根據電壓表測量電壓，電流表可測量電流進行分析．

解答 解：（1）閉合開關S，電流表有示數，說明電路為通路；
電壓表無示數，說明電壓表斷路或與電壓表并聯(lián)的R短路；
（2）用10Ω的電阻替換5Ω的電阻后，由于串聯(lián)電路起分壓作用，因此定值電阻兩端電壓變大，即電壓表的示數變大，要保持電壓表示數不變，需增大滑動變阻器兩端電壓，由串聯(lián)電路分壓規(guī)律可知，需增大滑動變阻器接入電路的阻值，故將滑片向B端移動；
因為電壓表示數變大，因此電壓表可能被燒壞，更換電阻后，應先將滑動變阻器的滑片P處于最大阻值處，再閉合開關，移動滑片P使電壓表的示數為原來電壓值；
（3）由表格中數據知，電流與電阻的乘積為定值，可得電流和電阻的關系為：當電壓一定時，通過導體中的電流與電阻成反比；
（4）因為電壓和電流都可以測量出來，因此還可以進行的實驗是伏安法測電阻．
故答案為：（1）R短路；（2）B；先將滑動變阻器的滑片P處于最大阻值處，再閉合開關，移動滑片P使電壓表的示數為原來電壓值；（3）反；（4）伏安法測電阻．

點評 本題是探究電流與電阻關系的實驗，考查了控制變量法的應用，電流與電阻的關系及歐姆定律在串聯(lián)電路中的應用，能夠根據串分壓的知識判斷滑片的移動方向是解決問題的關鍵．