Question

【题目】小彬用如图甲所示的实验器材探究“电流与电阻的关系”，电源电压恒为3 V，滑动变阻器上标有“20 Ω　2 A”字样，阻值分别为5 Ω、10 Ω、20 Ω、40 Ω的定值电阻各一个．

（1）小哲帮小彬检查时发现连线不对，而且只要改接一根导线就可以了，请你把接错的那根导线找出来，打上“×”，再画线把它改到正确的位置上(导线不允许交叉)．

（________）

（2）电路改正以后，小彬实验时发现电流表示数为0，电压表示数接近3 V，经检查导线均完好且接触良好，则电路发生的故障可能是_______．

（3）排除故障后，如果他们先用5 Ω的电阻做实验，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片P，使电压表的示数达到某一值时，电流表的示数如图乙所示，此时电路中的电流为______

（4）如果他们用5 Ω的电阻做实验时，滑动变阻器的滑片刚好在甲图所示位置，接下来把5 Ω换成10 Ω电阻后，为保持电压表的示数不变，应将滑动变阻器的滑片P向______(填“左”或“右”)端移动．

（5）再将10 Ω定值电阻换成20 Ω定值电阻，重复以上步骤．实验记录的多组数据如下表所示．分析数据可得出结论：当电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成______比．

实验次数	定制电阻(Ω)	电流表示数(A)
1	5
2	10	0.18
3	20	0.09

（6）小彬同学换用40 Ω的定值电阻接着进行上述实验，请判断他能否顺利完成并说明理由：________．

Answer 1

【答案】 定值电阻断路 0.36 左 反 不能顺利完成，因为滑动变阻器的阻值太小，无法使电压表的示数达到1.8V

【解析】

（1）探究“电流与电阻的关系”，电压表与电阻并联，电流表串联在电路中；
（2）若电流表示数为0，说明电路可能断路；电压表示数接近电源电压3V，说明电压表与电源连通，分析电路故障原因；
（3）由电流表小量程读数；
（4）根据控制变量法，研究电流与电阻的关系时，需控制定值电阻的电压相同，当换上大电阻时，根据分压原理确定电压表示数的变化，由串联电路电压的规律结合分压原理确定滑片移动的方向；
（5）横向比较表中数据得出结论；
（6）研究电流与电阻的关系时，要控制电压表示数不变，由欧姆定律的变形公式求出电压表示数，根据串联电路电压的规律，求出变阻器分得的电压：根据分压原理，求出变阻器连入电路中的阻值与题中的变阻器比较。

（1）原电路中电流表与变阻器并联，电压表串联在电路中了，是错误的，电压表与电阻并联，电流表串联在电路中，如下图所示：

（2）若电流表示数为0，说明电路可能断路；电压表示数接近电源电压3V，说明电压表与电源连通，则与电压表并联的支路以外的电路是完好的，则与电压表并联的部分电阻断路了；

（3）从图乙中得到电流表的量程是0-0.6A，分度值是0.02A，指针的位置在0.36A处，电流表的示数是0.36A；

（4）根据串联分压原理可知，将定值电阻由5Ω改接成10Ω的电阻，电阻增大，其分得的电压增大；探究电流与电阻的实验中应控制电压不变，应保持电阻两端的电压不变，根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压，由分压原理，应增大滑动变阻器连入电路中的电阻，所以滑片应向左端移动，使电压表的示数为不变；

（6）横向分析表中数据，电阻为原来的几倍，通过的电流为原来的几分之一，即当电压一定时，通过导体中的电流与导体的电阻成反比；

（7）研究电流与电阻的关系时，要控制电压表示数不变，由欧姆定律的变形公式，电压表示数：U=IR=0.09A×20Ω=1.8V，由串联电路电压的规律，变阻器分得的电压：U滑=U-U表=3V-1.8V=1.2V，变阻器的电压为电压表示数的，根据分压原理，变阻器连入电路中的阻值：，滑动变阻器上标有“20 Ω　2 A”字样，变阻器的最大阻值是20Ω，滑动变阻器的阻值太小，无法使电压表的示数达到1.8V他不能完成实验。