Question

19．小明探究“通过导体的电流与电压的关系”时，电路图如图甲所示．电源电压不变，R₁为定值电阻．

（1）闭合开关前滑动变阻器的滑片P应移至N（选填“M”或“N”）端；
（2）闭合开关S，移动滑片P，发现电压表V₁的示数始终为零，而电压表V₂和电流表A有示数，则电路存在的故障可能是电阻R₁短路；
表一：

序号	V1 示数U1/V	A 示数I/A
1	1.0	0.1
2	2.0	0.2
3	3.0	0.3

（3）故障排除后继续实验，移动滑片P，记录电流表A 与电压表V₁的示数，得到表一数据，分析实验数据可得结论：当电阻一定时，通过导体的电流与导体两端电压成正比；
（4）小明又对实验进行了拓展，他根据电流表A与电压表V₂的示数作出I-U₂图象，如图乙所示．结合表一和图乙，可得电源电压是6V．

Answer 1

分析 （1）为了保护电路，连接电路时，开关应断开，滑动变阻器接入电路的阻值应为滑动变阻器的最大阻值．
（2）电压表示数为零，电流表有示数，则可能与电压表并联的电路短路；
（3）分析电流与电压的示数变化，得出电流与电压的正比例关系；
（4）根据串联电路的电流、电压关系进行分析．

解答 解：（1）为了保护电路，连接电路时开关应处于断开状态，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应滑到阻值最大处，即将滑片P放在N端；
（2）电压表V₁的示数始终为零，而电压表V₂和电流表A有示数，则说明与电压表V₁并联的电阻R₁短路；
（3）由表格中数据可知，电阻R₁两端的电压与电流的比值为定值，可知电阻不变，导体中的电流与电压成正比；
（4）电阻R₁与滑动变阻器串联，通过的电流相等，由表格中数据知，当I=0.1A时，R₁两端的电压为1V，由图乙知，R₂两端的电压为5V，则电源电压为1V+5V=6V．
（4）由图2甲可知，电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，示数为0.3A；
由图2乙可知，电压表的量程为0～3V，分度值为0.1V，示数为2.5V．
故答案为：（1）N；（2）电阻R₁短路；电阻R₁短路；（3）电阻；正；（4）6．

点评 本题是探究电流与电压的关系实验，考查了滑动变阻器的应用，电路故障的分析及对实验数据的分析，最后一问求电源电压的关键是能够根据串联电路的电流相等的特点得出两个电阻两端的电压．