Question

【題目】小明和同學(xué)們探究“電流與電阻的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)：

小明選擇了如下器材：電源（電壓恒為3V）、滑動(dòng)變阻器“20Ω 2A”、電流表、電壓表、開關(guān)、定值電阻（5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的各一個(gè)）、導(dǎo)線若干。

(1)小明在檢查實(shí)驗(yàn)儀器時(shí)，發(fā)現(xiàn)電流表的指針偏向“0”刻度線的左側(cè)，小明應(yīng)___________；

(2)請(qǐng)用筆畫線代替導(dǎo)線幫助小明完成圖電路的連接；

（____）

(3)開關(guān)閉合前，小明應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片置于_____（選填“ 左”或“ 右” ）端；閉合開關(guān)后，發(fā)現(xiàn)電流表示數(shù)為零，電壓表有示數(shù)。經(jīng)檢查，電流表、電壓表正常且連接完好，則電路存在的故障可能是___________________；

(4)排除故障后，小明先將5Ω電阻接入電路，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片使電阻兩端的電壓為1V，再將5Ω電阻換成10Ω電阻后，小明接下來(lái)的操作是________________；當(dāng)把10Ω的電阻換成20Ω的電阻后，無(wú)論怎樣調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片都無(wú)法使電壓表示數(shù)達(dá)到控制值，說(shuō)明________；

(5)更換器材后重新實(shí)驗(yàn)，小明得出的結(jié)論是：當(dāng)電壓一定時(shí)，通過(guò)導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成_____比。

Answer 1

【答案】將電流表指針調(diào)零 左（根據(jù)連結(jié)實(shí)物圖而定） 定值電阻斷路 向左移動(dòng)變阻器的滑片，使電壓表示數(shù)為1V 變阻器最大電阻太小 反

【解析】

(1)[1]檢查實(shí)驗(yàn)儀器時(shí)，發(fā)現(xiàn)電流表的指針偏向零刻度線的左側(cè)，說(shuō)明電流表沒(méi)有調(diào)零，應(yīng)將電流表指針調(diào)零。

(2)[2]電源電壓是3V，電壓表的量程選擇0~3V，電壓表和電阻并聯(lián)，由歐姆定律，電流最大值為

I==0.2A

故電流表選用小量程與電阻串聯(lián)，變阻器一上一下串聯(lián)接入電路中，如下圖所示：

(3)[3][4]為了保護(hù)電路，開關(guān)閉合前，應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片置于阻值最大處的左端；閉合開關(guān)后，發(fā)現(xiàn)電流表無(wú)示數(shù)，則電路為斷路，電壓表有示數(shù)，可能是電阻斷路。

(4)[5]根據(jù)串聯(lián)分壓原理可知，將定值電阻由5Ω改接成10Ω的電阻，電阻增大，其分得的電壓增大；探究電流與電阻的實(shí)驗(yàn)中應(yīng)控制電壓不變，即應(yīng)保持電阻兩端的電壓不變，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律可知應(yīng)增大滑動(dòng)變阻器分得的電壓，由分壓原理，應(yīng)增大滑動(dòng)變阻器連入電路中的電阻，所以滑片應(yīng)向左端移動(dòng)，使電壓表的示數(shù)為1V。

[6]由圖可知，電阻兩端的電壓始終保持UV=1V，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，變阻器分得的電壓

U滑=U-UV=3V-1V=2V

變阻器分得的電壓為電壓表示數(shù)的2倍，根據(jù)分壓原理，當(dāng)接入20Ω電阻時(shí)，變阻器連入電路中的電阻為

R滑=2×20Ω=40Ω

故為了完成整個(gè)實(shí)驗(yàn)，應(yīng)該選取最大阻值至少40Ω的滑動(dòng)變阻器，而現(xiàn)有變阻器的最大電阻為20Ω，即變阻器最大電阻太小。

(5)[7]更換器材后重新實(shí)驗(yàn)，由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以得到當(dāng)電壓一定時(shí)，通過(guò)導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比。