Question

【题目】小红为探究“电流与电阻的关系”，设计了如图甲所示的电路，用到的器材有：电源（电压3V不变），标有“20Ω 1A"字 样的滑动变阻器，电流表、电压表、三个阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω的定值电阻、开关及导线若干。

图甲 图乙

（1）电路连接完毕，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于_____（选填“A"或“B"）端；

（2）闭合开关，发现电流表示数几乎为零，电压表示数不为零。出现这种现象的原因可能是定值电阻R__________（选填“断路”或“短路"）；

（3）小红排除故障后，电路中接入5Ω电阻时，移动滑动变阻器的滑片使电压表示数为U，此时电流表的示数如图乙所示；接着用10Ω电阻替换5Ω电阻接入电路再次实验，此时应将电压表的示数调为________V，再记录此时电流表的示数；然后用15Ω电阻替换10Ω电阻继续实验，她发现无论如何调节滑动变阻器的阻值，电压表示数都无法调至U，原因可能是_______（答一种情况即可）。

Answer 1

【答案】B 断路 1 滑动变阻器最大阻值太小

【解析】

（1）电路连接完毕，闭合开关前，为保护电路，滑动变阻器的滑片应置于阻值最大处；
（2）闭合开关，发现电流表示数几乎为零，可能电路出现断路，由电压表示数不为零分析故障的位置；
（3）根据电流表选用小量程确定分度值读数，由欧姆定律得出电压表示数；研究电流与电阻关系实验时，要控制电阻的电压不变；探究电流与电阻的关系，应保持电阻两端的电压不变；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，求出当接入15Ω电阻时变阻器连入电路中的电阻。

（1）电路连接完毕，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于阻值最大处的B端；

（2）若R短路，则电压有示数为0，电路为通路，电流表有示数，不符合题意；若R断路，发现电流表示数几乎为零，电压表串联在电路中测电源电压，有示数，符合题意，故出现这种现象的原因可能是定值电阻R断路；

（3）小红排除故障后，电路中接入5Ω电阻时，移动滑动变阻器的滑片使电压表示数为U，此时电流表的示数如图乙所示，电流表选用小量程，分度值为0.02A，电流为0.2A，由欧姆定律，电压表示数为：U=IR=0.2A×5Ω=1V；研究电流与电阻关系实验时，要控制电阻的电压不变，故接着用10Ω电阻替换5Ω电阻接入电路再次实验，此时应将电压表的示数调为1V，再记录此时电流表的示数；电阻两端的电压始终保持U=1V，根据串联电路电压的规律，变阻器分得的电压：U滑=3V-1V=2V，变阻器分得的电压为电压表示数的倍，根据分压原理，当接入15Ω电阻时，变阻器连入电路中的电阻为：R滑=2×5Ω=30Ω，故为了完成整个实验，应该选取最大阻值至少30Ω的滑动变阻器，题中变阻器的最大电阻为20Ω，故用15Ω电阻替换10Ω电阻继续实验，她发现无论如何调节滑动变阻器的阻值，电压表示数都无法调至U，原因可能是：滑动变阻器的最大电阻太小。