Question

【題目】小芳用如圖甲所示的實驗器材探究“電流與電阻的關系”．電源電壓恒為3V，滑動變 阻器上標有“20Ω 2A”字樣，阻值分別為5Ω、10Ω、20Ω、50Ω 的定值電阻各一個．

（1）連接電路時開關應________，滑片應置于________（選填“A”或“B”）．

（2）小芳5Ω 定值電阻接入電路后，閉合開關，發現電流表無示數而電壓表有示數，則電路中的故障可能是________；排除故障后，閉合開關，調節滑動變阻器的滑片P，使電流表的示數如圖乙所示，請將此時電流表的示數填入下表中．

實驗次數	定值電阻（Ω）	電流表示數（A）
1	5	__________
2	10	0.18
3	20	0.09

（3）將5Ω 定值電阻換成10Ω 定值電阻，閉合開關，移動滑動變阻器的滑片P，眼睛觀察________表，直到其示數為________時，停止移動滑片，記錄此時各表的示數．

（4）將10Ω 定值電阻換成20Ω 定值電阻，重復步驟（3）．實驗記錄的多組數據如下表所示．分析數據可得出結論：當電壓一定時，通過導體 中的電流與電阻成________比．

（5）實驗結束后，小芳問老師在此實驗中________（選填“能”或“不能”）換用50Ω 的定值電阻進行實驗？老師指導小芳分析了其原因是________．

Answer 1

【答案】斷開 B 電阻R斷路 0.36 電壓 1.8 反 不能 滑動變阻器最大阻值太小，無法保持電壓表示數為1.8V.

【解析】

（1）為保護電路，連接電路時開關應斷開，變阻器連入電路中的電阻最大；（2）若電流表示數為0，說明電路可能斷路；電壓表有示數，說明電壓表與電源連通，則與電壓表并聯的支路以外的電路是完好的，則與電壓表并聯的電阻斷路了；根據圖中電流表小量程讀數；（3）根據歐姆定律，求出電壓表示數，研究電流與電阻的關系時，應保持電壓表示數不變；（4）電流與電阻的關系：電壓一定，電流與電阻成反比；（5）根據分壓原理，求出若換用50Ω的定值電阻進行實驗時定值電阻的電壓判斷．

(1)為保護電路，連接電路時開關應斷開，變阻器連入電路中的電阻最大，即移動到B端；

(2)經分析，小芳5Ω定值電阻接入電路后，閉合開關，發現電流表無示數而電壓表有示數，則電路中的故障可能是定值電阻R斷路；圖中電流表選用小量程，分度值為0.02A，示數為0.36A；

(3)根據歐姆定律，電壓表示數為U=IR=0.36A×5Ω=1.8V；將5Ω電阻換成10Ω后，電壓表的示數會變大，所以應該增大滑動變阻器的阻值，即應將滑動變阻器的滑片P向A移動，使電壓表仍為原來的示數不變，仍為1.8V；

(4)縱向分析表中數據，可知，當電壓一定時，電阻為原來的幾倍，電流為原來的幾分之一，即當電壓一定時，通過導體中的電流與電阻成反比；

(5)當定值電阻為50Ω時，即使滑動變阻器最大阻值為20Ω連入電路，根據分壓原理，此時定值電阻兩端的電壓最小，電路中的電流為I==，定值電阻兩端的電壓U=IR=A×50Ω≈2.14V>1.8V，無法保持定值電阻兩端電壓始終為1.8V.