Question

14．實驗加試訓練中，李鑫同學想探究“電流與電壓、電阻的關系”，設計了如圖1甲所示的電路圖．

（1）他根據(jù)圖甲所示的電路圖，正在將圖乙中的元件連成電路，僅剩電源與開關之間的最后一根導線就完成電路連接了．觀察圖乙，請你指出他在連接時存在的錯誤或不當之處（至少兩處）：接電路時開關閉合了、電壓表量程選大了（或滑動變阻器都接在上接線柱上了）．
（2）該同學更正錯誤，連接好電路，檢查無誤后，閉合開關，出現(xiàn)了電流表無示數(shù)，電壓表示數(shù)接近3V的現(xiàn)象，判斷電路發(fā)生的故障可能是電阻斷路（電阻開路）．
（3）排除故障后，閉合開關，當滑動變阻器滑片從一端滑到另一端時，電壓表示數(shù)隨電流變化的圖象如圖丙所示，則滑動變阻器的最大阻值是10Ω．
（4）李鑫同學繼續(xù)進行實驗．在讀取完電流表示數(shù)后，斷開開關，拆下阻值為5Ω的電阻改換成阻值為1OΩ的電阻．接下來他應該進行下列操作選項中的B．
A．閉合開關，讀出電流表的讀數(shù)
B．閉合開關，將變阻器的滑片適當向阻值增大的方向移動
C．改變電壓表、電流表的量程
D．閉合開關，將變阻器的滑片適當向阻值減小的方向移動
（5）在圖2的圖象中，正確表示電阻不變，電流隨電壓變化規(guī)律的圖象是乙．
（6）分析表中實驗數(shù)據(jù)，總結出的結論是：電壓一定時，電流跟電阻成反比．

電壓U=2V
次數(shù)	l	2	3
電阻R/Ω	5	l0	20
電流I/A	0.4	0.2	0.1

Answer 1

分析 （1）連接電路過程中，要特別注意開關斷開，注意電壓表、電流表正負接線柱的接法及量程的選擇，滑動變阻器要注意上下接線柱的接法；
（2）若電流表無示數(shù)，電壓表接近電源電壓，則可能與電壓表并聯(lián)的電路斷路；
（3）當滑動變阻器阻值為零時，電路中的電流最大，可根據(jù)電壓表的示數(shù)判斷出電源電壓；
當變阻器的阻值最大時，電流最小，根據(jù)此時電壓表的示數(shù)計算出變阻器兩端的電壓，由公式R=$\frac{U}{I}$便可計算出電阻的阻值；
（4）根據(jù)串分壓的知識，定值電阻的阻值變大，兩端電壓變大，要保持其兩端電壓不變，應減小變阻器的阻值；
（5）電阻不變，電流與電壓成正比；
（6）分析表格中數(shù)據(jù)，得出電流與電阻的反比例關系．

解答 解：（1）由圖知，連接電路過程中，開關閉合了；
電源由2節(jié)干電池組成，電壓表選擇了0～15V的量程，電壓表的量程選擇偏大；
滑動變阻器同時接了上面兩個接線柱，這樣容易發(fā)生短路現(xiàn)象；
（2）電流表無示數(shù)，電壓表示數(shù)接近3V的現(xiàn)象，則可能與電壓表并聯(lián)的電阻斷路；
（3）由圖丙知，電流最大時，變阻器的阻值為零，電阻兩端的電壓等于電源電壓等于3V；
當電流最小為0.2A時，變阻器的阻值最大，此時電壓表的示數(shù)為1V，則滑動變阻器兩端的電壓U_滑=3V-1V=2V；
R_最大=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{2V}{0.2A}$=10Ω；
（4）拆下阻值為5Ω的電阻改換成阻值為1OΩ的電阻．閉合開關，電壓表的示數(shù)會變大，應增大滑動變阻器的阻值，使電壓表的示數(shù)不變，B正確；
（5）電阻不變，電流與電壓成正比，所以圖象是一條過原點的直線，乙正確；
（6）由表格中數(shù)據(jù)知，電壓不變，電流與電阻的乘積為定值，可得電壓不變，電流與電阻成反比．
故答案為：（1）①連接電路時開關閉合了；②電壓表量程選大了（或滑動變阻器都接在上接線柱上了）；（2）電阻斷路（電阻開路）；（3）10；（4）B；（5）乙；（6）電壓一定時，電流跟電阻成反比．

點評 本題是探究電流與電壓、電阻的關系實驗，考查了實物電路的連接、電路故障的分析、電流與電壓、電阻的關系及歐姆定律在串聯(lián)中的應用，考查全面．