Question

【題目】在“探究電流與電壓的關系”實驗中，提供的器材有：電源（電壓4.5V且不變），小燈泡（標有“2.5V 0.3A”），定值電阻R （阻值為10Ω），滑動變阻器R0（標有“50Ω1A”），學生用雙量程電流表和電壓表，導線若干：

（1）某實驗小組經過相互討論，完成了該實驗方案的三次設計。由圖甲到圖乙，改進的理由是_____；接著小組再優化電路設計，由圖乙到圖丙。

（2）如圖丙，實驗中，如果出現了電流表示數為0，電壓表示數接近4.5V，電路發生的故障可能是_____。

（3）故障排除后，接著在圖丙所示的電路中，閉合開關S，移動變阻器滑片 P 到某位置時，發現兩電表中某一個表的指針達到滿刻度，如圖 （丁）或（戊）所示。此時電流表的示數為_____，電壓表的示數為_____。

（4）多次調節滑動變阻器，測出通過電阻R的電流和對應的電壓值，如表所示，分析數據得到結論：_____。

（5）最后用圖丙電路“探究電流與電阻關系”，當定值電阻為10Ω時，對應的電流表示數為0.15A，接著為了測量更多組數據，又提供了15Ω、20Ω、25Ω、30Ω、35Ω定值電阻各一個，其中_____定值電阻不能使用。

Answer 1

【答案】使電阻保持不變R斷路0.3A3.0V電阻不變，電流與電壓成正比30Ω和35Ω

【解析】

（1）探究電流和電壓的關系，需保持電阻不變，改變導體兩端的電壓，從甲圖到乙圖由燈泡換成了定值電阻，是為了使電阻保持不變；（2）電路中出現電流表的示數為零，說明在電路中出現了斷路，電壓表有示數且接近電源電壓4.5V，說明電壓表和電源連接的部分電路無斷路，只能是電阻R處出現了斷路；（3）電壓表選的是0～3V量程，一大格表示1V，分度值為0.1V，因此其讀數3.0V；電流表選的是0～0.6A量程，一大格表示0.2A，分度值為0.02A，因此其讀數為0.30A．（4）在表中：導體的電阻一定，導體兩端的電壓從1.5V到2.0到2.5V再到3.0V，相對應的，導體中的電流從0.15A到0.20到0.25A再到0.30A．電壓增加幾倍，電流也增加幾倍，故得結論：在電阻一定時，電流與電壓成正比；（5）當定值電阻為10Ω時，對應的電流表示數為0.15A，可以求出定值電阻兩端電壓是U＝IR＝10Ω×0.15A＝1.5V．由于探究電流與電阻關系，所以要保證滑動變阻器兩端的電壓為3.0V，這樣可保證R兩端電壓1.5V，當滑動變阻器接入最大阻值時，電路中的電流最小為：I最小＝＝0.06A則允許接入的定值電阻的最大值為R最大＝＝25Ω,小于30Ω、35Ω，因此這兩個定值電阻不能使用．