Question

3．在探究电流跟电阻的关系的实验中，电源电压为12伏保持不变，滑动变阻器标有“20Ω 3A”字样，实验中所用的四个电阻分别是5Ω、10Ω、15Ω、20Ω．
（1）用笔画线代替导线将电路连接完整；
（2）连接好电路，闭合开关，发现电流表没有示数，电压表示数为电源电压．造成这一现象原因可能是C
A、电流表坏了   B、滑动变阻器短路  C、电阻处接触不良  D、电阻短路
（3）排除电路故障后，多次改变电阻的阻值进行试验，试验数据记录如表．第1次试验的电流表示数如图所示，那么第3次实验中电流表示数为0.3A，此数据是在进行完第2次试验后，爆出滑片位置不变，换个电阻后进行的，要得到正确的实验结论，应将滑片向左移动；

试验次数	1	2	3	4
电阻R/Ω	5	10	15	20
电流I/A

（4）在做第4次实验时，无论怎样滑动变阻器的滑片都不能完成实验，为了使这四个电阻都能为实验所用，应控制电阻两端的电压不低于6V．
（5）实验结论是：在电压一定时，电流与电阻成反比．

Answer 1

分析 （1）根据实验原理连接实物电路图；
（2）常见的电路故障有断路与短路两种，根据电路故障现象分析电路故障原因．
（3）根据串分压的知识，判断出阻值减小时电压表示数的变化，从而判断出滑动变阻器阻值的变化，得出滑片移到的方向；根据公式U=IR计算出电压表的示数，由欧姆定律计算出电流表的示数；
（4）要探究电流与电阻的关系，需保持电阻两端的电压不变，应用串联电路特点与欧姆定律求出电压．
（5）分析思议数据，根据实验数据得出结论．

解答 解：（1）把电流量表、开关、电阻串联接入电路，电压表并联在电阻两端，实物电路图如图所示：

（2）闭合开关，电流表没有示数，说明电路存在断路，电压表示数为电源电压，说明电压表与电源两极相连，电压表并联电路之外电路不存在断路，则与电压表并联的电阻断路，故选C．
（3）由图示电流表可知，其量程为0～3A，分度值为0.1A，所示为0.9A，由表中实验数据可知，第一次实验时电阻阻值为5Ω，电阻两端电压为：U=IR=0.9A×5Ω=4.5V，第三次实验时电阻为：10Ω，电流值应为I′=$\frac{U}{{R}_{3}}$=$\frac{4.5V}{15Ω}$=0.3A；实验时需要保持电阻两端电压不变，进行完第二次实验后，进行第三次实验时，电阻阻值变大，电阻分压变大，滑动变阻器分压变小，为保持电阻电压不变，应向左移动滑片，增大滑动变阻器接入电路的阻值，减小定值电阻电压，以保持电阻两端电压不变．
（4）当电阻为20Ω时，所需滑动变阻器的阻值最大，为20Ω，则此时电压表的示数为：$\frac{12V}{20Ω+20Ω}$×20Ω=6V，则为了使这四个电阻都能为实验所用，应控制电阻两端的电压不低于6V．
（5）由实验可得，在电压一定时，电流与电阻成反比．
故答案为：（1）如图所示；（2）C（3）0.3；左；（4）6；（5）在电压一定时，电流与电阻成反比．

点评 此题是探究电流与电阻关系的实验，考查了滑动变阻器的连接及使用、欧姆定律的应用及串分压的知识．解决此题的关键是计算出导体两端的电压值．