Question

【題目】如圖所示，在“探究通過導體的電流與導體兩端的電壓的關系”實驗中，某小組選用兩節新干電池為電源，規格為“20Ω 1A”的滑動變阻器等器材進行實驗：

（1）請根據圖甲的實物圖將圖乙的電路圖補充完整________；

（2）連接電路時開關應該______．閉合開關，發現電壓表無示數，電流表有示數但沒超出量程，則產生故障的原因可能是導體電阻______（選填“斷路”或“短路”）；

（3）排除故障后，閉合開關，移動滑動變阻器的滑片，若電流表的示數如圖丙所示，其讀數為_____A；

（4）改變滑動變阻器滑片的位置，測得多組對應的電壓、電流值，如下表所示，由測得數據可知，當電阻一定時，導體中的電流與電壓成正比，導體電阻為______Ω（結果保留一位小數）：

（5）進行實驗時，該小組發現：調節滑動變阻器無法使電壓表示數為0.5V，為了解決這個問題，可采取的方法是________________________________________________（寫出一種即可）

Answer 1

【答案】 斷開 短路 0.3 5.0 減小電源電壓或串聯一個電阻或換用阻值最大的變阻器等

【解析】（1）根據實物圖，將電路圖補充完整，把電壓表與定值電阻并聯，如下圖所示：

（2）連接電路時開關應該斷開；閉合開關，電流表有示數但沒超出量程，說明電路為通路，發現電壓表無示數則則產生故障的原因可能是導體電阻短路；（3）排除故障后，閉合開關，移動滑動變阻器的滑片，若電流表的示數如圖丙所示，圖中電流表分度值為0.02A，其讀數為0.3A；（4）改變滑動變阻器滑片的位置，測得多組對應的電壓、電流值，如下表所示，由測得數據可知，當電阻一定時，導體中的電流與電壓成正比，根據歐姆定律I=U/I，導體電阻：R=U/I，分別將表中對應的電壓與電流代入計算，可得出相應的電阻大小分別為：5Ω、5Ω、4.7Ω5.3Ω、5Ω、5Ω，為減小誤差，取平均值做為測量的結果，待測電阻大小：R測=（5Ω+5Ω+4.7Ω+5.3Ω+5Ω+5Ω）/6=5.0Ω；（5）研究電流與電阻的關系時，要控制電壓保持不變，進行實驗時，該小組發現：調節滑動變阻器無法使電壓表示數為0.5V，即電壓表示數大于0.5V；說明電源過高，可適當減小電源電壓，或在電路中串聯一個電阻分壓；根據串聯電路電壓的規律，變阻器至少分去3V﹣0.5V=2.5V的電壓時才能達到目的，即變阻器的電壓至少為定值電阻的2.5V/0.5V=5倍，由分壓原理，變阻器連入電路中的電阻至少為5×5Ω=25Ω，而題中變阻器的最大電阻為20Ω，故應換用最大阻值至少25Ω的變阻器。