Question

4．在探究“電流與電阻的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，小明設(shè)計(jì)了如圖電路．電源電壓是4.5V，他選擇了10Ω、20Ω、30Ω三個(gè)電阻進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，不同定值電阻兩端控制恒為2.5V．
（1）連接電路時(shí)，開關(guān)應(yīng)處于斷開狀態(tài)．
（2）連接好電路，閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)電流表沒有示數(shù)，移動滑動變阻器的滑片，電壓表示數(shù)始終接近電源電壓．造成這一現(xiàn)象的原因可能是A（填字母）
A、電阻斷路   B．電流表壞了   C．滑動變阻器短路   D．電阻短路
（3）排除故障進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，他把10Ω的電阻換成20Ω的電阻后，同時(shí)應(yīng)將變阻器滑片向左（選填“左”或“右”）滑動到適當(dāng)位置．
（4）在三次實(shí)驗(yàn)中，滑動變阻器接入電路的最小電阻是4Ω．

Answer 1

分析 （1）連接電路時(shí)，開關(guān)應(yīng)處于斷開狀態(tài)；
（2）電流表沒有示數(shù)，電壓表示數(shù)始終接近電源電壓，電路故障可能為電壓表所測量的電阻斷路；
（3）探究電流與電阻的關(guān)系實(shí)驗(yàn)，應(yīng)控制電阻兩端電壓不變；根據(jù)電路圖與歐姆定律分析滑片移動方向．
（4）電阻的阻值最小時(shí)，滑動變阻器的阻值最�。�

解答 解：（1）在連接電路時(shí)開關(guān)應(yīng)處于斷開狀態(tài)，這是為了防止電路中有短路的地方而導(dǎo)致?lián)p壞電路元件．
（2）A、閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)電流表沒有示數(shù)，移動滑動變阻器的滑片，電壓表示數(shù)始終接近電源電壓，原因可能是電壓表所測量的電阻斷路，這樣使得電壓表串聯(lián)入電路中，故A符合題意；
B、如果電流表壞了，整個(gè)電路斷路，電壓表也不會有示數(shù)，故B不合題意；
C、如果滑動變阻器短路，電流表會有示數(shù)，且更大，故C不合題意；
D、如果電阻短路，則電壓表的示數(shù)將為零，且電流表的示數(shù)將變大，故D不合題意．
（3）探究“電流與電阻的關(guān)系”，應(yīng)不斷改變電阻阻值而控制電阻兩端電壓不變．該實(shí)驗(yàn)中滑動變阻器的作用除了保護(hù)電路外，其作用主要是控制電阻兩端電壓保持不變；根據(jù)串聯(lián)電路的分壓原理，把10Ω換成20Ω，電阻分壓變大，滑動變阻器分壓變小，為保持電阻兩端電壓不變，應(yīng)減小電阻分壓，增大滑動變阻器分壓，應(yīng)使滑動變阻器接入電路的阻值變大，由圖示電路圖可知，閉合開關(guān)后應(yīng)向左移動滑片，同時(shí)眼睛盯住電壓表，直到電壓表示數(shù)為2.5V為止．
（4）電阻為5歐姆時(shí)，電路中的電流為：I=$\frac{U}{R}$=$\frac{2.5V}{5Ω}$=0.5A，此時(shí)電路的總電阻為R'=$\frac{U'}{I}$=$\frac{4.5V}{0.5A}$=9Ω，滑動變阻器接入電路的最小電阻是9Ω-5Ω=4Ω．
故答案為：（1）斷開；（2）A；（3）左；（4）4．

點(diǎn)評 探究電流與電阻關(guān)系實(shí)驗(yàn)，應(yīng)采用控制變量法，即控制電阻兩端電壓不變．考查了電路連接、滑動變阻器的使用、電路故障的判斷和圖象的題解等．判斷電路故障時(shí)，要根據(jù)故障的表現(xiàn)，逐一分析可能的原因或現(xiàn)象，最后做出判斷，是較易出錯(cuò)的問題．