Question

【题目】小明在“探究电流与电阻的关系”的实验中，设计的电路图如图甲所示。选用的实验器材有：电源（电压恒定但未知），四个定值电阻 R1（5Ω）、R2 （10Ω）、 R3（15Ω）、 R4（20Ω）, 标有“xΩ 0.5A" 的滑动变阻器（阻值模糊不清），电压表（可用量程：0-3V、0-15V），电流表（可用量程：0-0.6A），导线、开关。

（1）小明按图甲连接好电路后，闭合开关后，发现电流表和电压表示数均为零，则电路中出现的故障可能是______。

A．定值电阻 R 短路 B．定值电阻 R 断路 C．滑动变阻器短路 D．滑动变阻器断路

（2）排除故障后，小明通过实验测得多组数据，由这些数据得到如图乙所示的电流随电阻的变化的图象，由图象可以得到的结论是_______；

（3）当他在使用定值电阻 R4 进行实验时，刚一闭合开关，就发现电压表示数恰好为 2V，为了用以上四个定值电阻完成实验且确保电路安全，应控制电压表两点之间的电压在_____范围内。

Answer 1

【答案】D 电压一定时，电流与电阻成反比； 2V2.5V

【解析】

(1)[1]A．若定值电阻 R 短路，电压表无示数，电路为通路，电流表有示数，故A不符合题意；

B．若定值电阻 R 断路，电压表串联在电路，电流表没有示数，电压表测电源电压有示数，故B不符合题意；

C．若滑动变阻器短路，电压表测电源电压，电流表有示数，故C不符合题意；

D．滑动变阻器断路，则电路断路，两表都没有示数，故D符合题意。

(2)[2] 由图乙知，电流与电阻之积为一定值，由图象可以得出结论：电压一定时，电流与电阻成反比；

(3)[3]因为R4的电阻最大，因此当R4接入电路时，电压表示数刚好为2V，说明R4两端的最小电压为2V，因此为了用以上四个定值电阻完成实验且确保电路安全，应控制电压表的电压在大于2V范围内；由于滑动变阻器允许通过的最大电流为0.5A，因此定值电阻两端允许的最大电压：

U最大=I最大R=0.5A5=2.5V。

故电压表的范围为2V2.5V。