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“20Ω2A”字樣，阻值分別為5Ω、10Ω、20Ω、50Ω的定值電阻各一個(gè)。

（1）請(qǐng)你用筆畫線代替導(dǎo)線，把圖甲所示的實(shí)驗(yàn)電路補(bǔ)充完整。

（2）小彬用5Ω定值電阻接入電路后，閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)電流表有示數(shù)而電壓表無(wú)示數(shù)，則電路中的故障可能是 （寫出一種）；排除故障后，閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片P，使電流表的示數(shù)如圖乙所示，此時(shí)電路中的電流為 A。

（3）將5Ω定值電阻換成10Ω定值電阻，閉合開關(guān)，為了保持 表的示數(shù)不變，應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片P向 （選填“A”或“B”）移動(dòng)，記錄此時(shí)各表的示數(shù)。

（4）將10Ω定值電阻換成20Ω定值電阻，重復(fù)步驟（3）。

（5）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(guò)導(dǎo)體中的電流與電阻成 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）結(jié)合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，小彬能否換用50Ω的定值電阻進(jìn)行實(shí)驗(yàn)？ （能、不能），如若不能，則本實(shí)驗(yàn)中的定值電阻最大可為 Ω。

Answer 1

【答案】（1）如圖所示

（2）定值電阻R短路 ； 0．36 （3）電壓； A （5）反 （6）不能； 30

【解析】

試題分析：（1）探究電流與電阻關(guān)系時(shí)，要求電阻與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，電壓表與電阻并聯(lián)，因電源電壓為兩節(jié)干電池，故電壓表用小量程即可，連接電路如圖所示，（2）小彬用5Ω定值電阻接入電路后，閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)電流表有示數(shù)，說(shuō)明電路構(gòu)成通路，而電壓表無(wú)示數(shù)，則電壓表測(cè)量的部分電阻為零，即定值電阻R短路；圖中電流表使用小量程，分度值為0．02A，故電流表讀數(shù)為0．36A；（3）在研究電流與電阻關(guān)系時(shí)需要控制的變量為電壓，故將5Ω定值電阻換成10Ω定值電阻后，因總電阻變大，導(dǎo)致電流變小，滑動(dòng)變阻器兩端電壓將變小，所以閉合開關(guān)，若保持電壓表的示數(shù)不變，應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片P向A移動(dòng)，使滑動(dòng)變阻器兩端電壓增大；（5）實(shí)驗(yàn)記錄的多組數(shù)據(jù)可以看出電流與電阻的乘積為定值。所以可得：當(dāng)電壓一定時(shí)，通過(guò)導(dǎo)體中的電流與電阻成比的實(shí)驗(yàn)結(jié)論；（6）由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可知滑動(dòng)變阻器兩端電壓為1．2V，當(dāng)滑動(dòng)變阻器最大值時(shí)，電流為I=1．2V/20Ω=0．06A，此時(shí)定值電阻兩端電壓為1．8V，故定值電阻大小為R=1．8V/0．06A=30Ω，即定值電阻最大為30Ω，所以小彬不能換用50Ω的定值電阻進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。