Question

小勇同学探究“通过导体的电流与电压的关系”时，电路图与实物图如图甲、乙所示．已知电源电压和电阻R₁的阻值均恒定，电流表A的量程为0-0.6安，电压表V₁的量程为0～3伏，电压表V₂的量程为0～15伏，滑动变阻器R₂上标有“50Ω 1A”的字样．

（1）小勇按电路图将实物连接起来，闭合开关前滑动变阻器的滑片应放在

右

端（填“左”或“右”）．闭合开关，发现电流表A与电压表V₁的示数为零，电压表V₂的示数不为零，若是电路中的电阻R₁或滑动变阻器R₂发生故障．则故障是

R₂断路

．
（2）排除故障后，继续进行实验，记录电流表A与电压表V₁的示数，得到一组实验数据，如表所示．

实验序号	1	2	3	4	5
电压表V1示数（V）	1.6	1.8	2.0	2.2	2.4
电流表A示数（A）	0.16	0.18	0.20	0.22	0.24

分析表中实验数据可得结论：当导体的阻值不变时，通过导体的电流与电压成

正

比．电阻尼的阻值为

10

Ω．
（3）实验中，记录电流表A与电压表V₂的示数，得到一组实验数据，根据实验数据作出U-I图线（实线部分），如图丙所示．则该实验中，在保证实验器材安全的前提下，电路中允许通过的最大电流为

0.3

 A、电源两端的电压为

6

V．

Answer 1

分析：（1）在闭合开关前，应将滑片移至最大阻值处；
电流表示数为零，则电路中有断路处，若电压表示数不为零，则电压表两侧到电源的电路应完好，与此电压表并联的电路断路；
（2）分析表格中数据得出电流和电压的关系，电阻不变，电流与电压成正比；根据表格中任何一组数据代入公式R=

U

I

求出电阻值；
（3）在“保证实验器材安全的前提下”，指的是电路中最大电流不能超过电流表的量程0.6A，电压表V₁的示数不能超过3V，电压表V₂的示数不能超过15V．

解答：解：（1）滑动变阻器下端选择的是左面的接线柱，因此在闭合开关前，滑片要移到右端；
电流表A为零，说明电路中R₁或R₂断路；电压表V₁的示数为零，说明R₁短路或R₂断路；电压表V₂的示数不为零，说明R₁没有断路，R₂没有短路，综合分析上述可能性，因此故障只能是电阻R₂断路．
（2）分析表格中记录的数据，得到的结论是：当导体的阻值不变时，通过导体的电流与电压成正比；
从（2）的表格中，计算出定值电阻R₁的阻值R₁=

U1

I1

=

1.6V

0.16A

=10Ω，
（3）由图象知，当电路中电流为零时，滑动变阻器两端的电压等于6V，此时电阻两端的电压为0，所以电源电压等于滑动变阻器两端的电压等于6V；
电压表V₁允许的最大电压是3V，因此为保护电压表V₁，电路中允许的最大电流I=

UV1

R1

=

3V

10Ω

=0.3A．
故答案为：（1）右；R₂断路；（2）正；10；（3）0.3；6．

点评：本题学生容易出错的地方在第（1）、（3）两个问题上．
（1）由电压表和电流表示数判断电路故障，解题思路是：
①电压表无示数说明电压表所测量电路中，包含电源的部分电路断路或不包含电源部分短路，再由电路中有无电流来判断是断路还是短路．有电流，则电路为短路；无电流，则电路为断路．
②电压表有示数说明电压表所测量电路中，包含电源的部分电路短路或不包含电源部分断路，再由电路中有无电流来判断是断路还是短路．有电流，则电路为短路；无电流，则电路为断路．
（2）保证实验器材安全的前提下，指的是各测量型实验器材，在使用时都不能超过它的量程．