Question

【题目】在“探究电流与电压的关系”的实验中,电路图如图甲所示,电源电压保持不变，滑动变阻器的规格是“20Ω 2A”(电路元件完好,接线柱接线牢固)。

(1)在探究通过导体的电流与导体两端电压关系时,应保持______不变，实验开始后,调节滑动变阻器的目的是__________。

(2)小虎开始实验后,发现电流表无示数,电压表示数如图乙所示,移动滑片,两表指针保持不动。若电路中只有一处故障,则故障可能是___________；排除故障后,小虎得到了三组实验数据,分析表格中的数据,可以得出结论______________________.

实验次数	定值电阻/Ω	电压/V	电流/A
1	5	3	0.6
2	5	6	1.2
3	5	9	1.8

(3)小虎将电路适当调整后,逐次将不同阻值的定值电阻分别接入a、b两点间,并调节滑动变阻器。利用测得的数据绘制出如图丙所示的图象。实验中,滑动变阻器消耗的最大功率为___W。

Answer 1

【答案】电阻 改变电阻两端的电压和通过电阻的电流 电阻R断路 电阻不变时，电流与电压成正比 4.2

【解析】

（1）根据控制变量法分析探究通过导体的电流与导体两端电压关系时，应保持哪个物理量不变，为得出普遍性的结论要多次测量；
（2）若电流表示数为0，说明电路可能断路；电压表有示数，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，则与电压表并联的支路断路了；分析表格中的数据得出结论；
（3）电阻两端的电压不变，根据串联电路电压的规律知变阻器的电压，由图丙知电路中的最大电流，根据P=UI求出所滑动变阻器的最大功率。

（1）探究通过导体的电流与导体两端电压关系，需要保持电阻不变，实验开始后，调节滑动变阻器的目的是：改变电阻的电压和电流，进行多次测量；

（2）开始实验后，发现电流表无示数，说明电路可能断路，电压表示数如图乙所示，电压表选用大量程，分度值为为0.5V，电压为10V，移动滑片，两表指针保持不动；若电路中只有一处故障，则故障可能是电阻R断路；排除故障后，小虎得到了三组实验数据，纵向分析表格中的数据，电压为原来的几倍，通过的电流为原来的几倍，即可以得出结论：电阻不变时，电流与电压成正比；

（3）由（2）可知，电压表示数的示数是10V，电压表的示数等于电源电压，所以电源电压为10V；由图可知电阻两端的控制电压为：UR=I1R1=0.6A×5Ω=3V，根据串联电路电压的规律可知滑动变阻器两端的电压：U滑=U-UR=10V-3V=7V，由图知电路中的电流最大为0.6A，所以滑动变阻器的最大功率为：P滑=U滑I大=7V×0.6A=4.2W。