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3V，滑动变阻器上标有“20Ω 2A”字样，阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω、50Ω的定值电阻各一个.

（1）请你用笔画线代替导线，把图甲所示的实验电路补充完整_____________.

（2）小彬5Ω定值电阻接入电路后，闭合开关，发现电流表有示数而电压表无示数，则电路中的故障可能是________________（写出一种）；排除故障后，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片P，使电流表的示数如图乙所示，此时电路中的电流为__________A.

（3）将5Ω定值电阻换成10Ω定值电阻，闭合开关，为了保持__________表的示数不变，应将滑动变阻器的滑片P向______（A/B）移动，记录此时各表的示数.将10Ω定值电阻换成20Ω定值电阻，重复以上步骤.

（4）实验记录的多组数据如下表所示.分析数据可得出结论：_______________________________

（5）实验结束后，小彬问老师在此实验中能否换用50Ω的定值电阻进行实验？老师指导小彬分析了不能更换的原因.你认为其原因是___________________________.

Answer 1

【答案】 R短路 0.36 电压 A 当电压一定时，通过导体的电流与电阻成反比 变阻器最大阻值太小

【解析】（1）如图连接滑动变阻器的C端到定值电阻的右端，因为电压表要与电阻并联，测量其电压，且电源电压为3V，不超过小量程，所以再连接定值电阻的右端到电压表的“3V”接线柱，如图。

（2）如图的电路中，当定值电阻短路后，电流表会有电流，因为电压表被短路，所以电压表不会有示数，故闭合开关，发现电流表有示数而电压表无示数，则电路中的故障可能是R短路；

排除故障后，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片P，使电流表的示数如图乙所示，电流表速使用小不量程，分度值为0.02A，读数即此时电路中的电流为0.36A。

（3）将5Ω定值电阻换成10Ω定值电阻，因为探究电流与电流的关系时，根据控制变量法的思路，要保持电阻两端的电压不变，所以闭合开关保持电压表的示数不变，根据串联电路的电压特点，各串联电阻两端的电压与电阻成正比，所以定值电阻增大时，滑动变阻器接入电路的电阻也应变大，故应将滑动变阻器的滑片P向A移动，记录此时各表的示数.将10Ω定值电阻换成20Ω定值电阻，重复以上步骤.

（4）根据实验记录的多组数据可知，每次的电阻与电流的乘积不变，即当电压一定时，通过导体的电流与电阻成反比。

（5）根据以上步骤可知，实验时电压表的示数为：，

当用50Ω的定值电阻进行实验时，保持电压不变，电流为：；

电源为3V，滑动变阻器两端的电压为：，

滑动变阻器的最小阻值应为：。

而实验中作用的滑动变阻器的最大阻值为20Ω，所以不能更换的原因.你认为其原因是变阻器最大阻值太小。