Question

【题目】同学们在“探究电流与电阻关系”实验中，准备了以下器材：新干电池4节、规格为“25Ω 1A”的滑动变阻器、开关、电流表、电压表（两只电表均只能使用小量程）、导线若干，定值电阻的阻值分别为10Ω、15Ω、20Ω。

（1）请你用笔画代替导线，将图甲所示的电路连接完整__________。

（2）闭合开关后电压表有示数，电流表示数几乎为零，则电路中可能出现了_____（短路/断路）。

（3）本实验中电压表的作用是：每次更换电阻时，通过移动滑动变阻器的滑片，确保_____；

（4）同学们电路连接无误后，先用10Ω电阻进行实验，移动滑动变阻器滑片，电流表示数如图乙所示，读数为_____A；当他们换电阻继续实验时，发现实验进行不下去了，用所学的知识分析，存在的问题是_____（只写一种），在不增加其他器材的情况下解决问题最简便的方法是：_____；

（5）解决上述问题完成了实验，记录数据如图丙，结论是_____。

Answer 1

【答案】 断路 电阻两端电压一定 0.2 变阻器最大电阻太小 换用最大阻值不小于40Ω的滑动变阻器（或减小电源电压） 电压一定时，电流与电阻成反比

【解析】解：（1）由（4）知，电流表示数如图乙所示，电流表选用小量程，分度值为0.02A，读数为0.2A；根据欧姆定律，电压表示数为：U=IR=0.2A×10Ω=2V，故电压表选用小量程与电阻并联；研究电流与电阻关系时，要控制电压表示数不变，故换上大电阻时，由欧姆定律，电流变小，故电流表选用小量程与电阻串联；

如下所示：

（2）经分析，闭合开关后电压表有示数，电流表示数几乎为零，则电路中可能出现了断路；

（3）研究电流与电阻关系时，要控制定值电阻的电压（电压表示数）一定，故本实验中电压表的作用是：每次更换电阻时，通过移动滑动变阻器的滑片，确保电阻两端的电压一定；

（4）由串联电路电压的规律，变阻器分得的电压：U滑=6V﹣2V=4V，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20Ω电阻时，变阻器连入电路中的电阻为：R滑=2×20Ω=40Ω，故为了完成整个实验，即保持电压表示数为2V不变，应该选取最大阻值至少40Ω的滑动变阻器，而题中“25Ω 1A”的滑动变阻器的最大电阻为25Ω，即使滑动变阻器的最大电阻连入，电压表示数也大于2V，无法完成实验。在不增加其他器材的情况下解决问题最简便的方法是：换用最大阻值不小于40Ω的滑动变阻器（或减小电源电压）；

（5）由如图丙可知，电流随电阻倒数的变化关系为一过原点的直线，即电流与电阻的倒数成正比例函数，故得出的结论是：电压一定时，电流与电阻成反比。