Question

实验小组在探究电流与电阻的关系时，用到如下器材：电源、电流表、定值电阻若干个，滑动变阻器、开关、导线若干．设计的电路如图1所示．

（1）闭合开关前滑动变阻器的滑片应移至

 

（选填“a”或“b”）端．实验过程中应通过调整滑动变阻器，使

 

保持不变．
（2）下面是他们获取的部分实验数据，分析这些数据，可以得出：

 

；

电阻R1/Ω	5	10	15	20	25
电流I/Ω	1.00	0.50	0.35	0.25	0.20

（3）在实验过程，若电压表示数突然变为0，电流表示数增大，则产生的故障原因可能是

 

；若电流表示数变为0，电压表示数突然增大，则产生的故障原因可能是

 

．
（4）粗心的小明少领了一只电压表，多领了一只电流表，他马上找老师去要，但老师说用这些器材也可以进行实验，请你帮助小明设计一个电路，将电路图画在图2的方框内．

Answer 1

分析：（1）闭合开关前，滑动变阻器的滑片应移动阻值最大处；探究电流与电阻的关系时，需保持电阻两端电压不变；
（2）在探究“电流与电阻的关系”时，要采用控制变量法进行实验，即电压不变时探究电流与电阻的关系；
（3）当电阻短路时，电路总电阻变小，电路电流变大，电流表示数变大，与电阻并联的电压表示数为零；
电流表示数为零，说明电路发生了断路，电压表示数突然增大，说明电压表的正负接线柱与电源两极相连；
（4）探究电流与电阻的关系时，需保持电阻两端电压不变，在只有电流表的情况下．使被测电阻与已知电阻并联，电流表分别测量两个电阻中的电流，滑动变阻器改变电路中的电流．

解答：解：（1）闭合开关前滑动变阻器的滑片应移至阻值最大处，即b端．
实验过程中应通过调整滑动变阻器，使电阻R两端的电压保持不变；
（2）分析表1数据可知，控制电阻两端的电压不变，电流变化的倍数等于电阻变化倍数的倒数，故可得结论是：电压一定时，电流与电阻成反比；
（3）当R₁短路时，电路总电阻变小，电路电流变大，电流表示数变大，与电阻并联的电压表示数为零；
电流表示数为零，说明与电流表串联的元件至少一处发生断路；电压表原来测量R₁断路两端电压，突然示数变大，说明与电压表串联的元件是通路，电压表测量电源电压．所以故障为R₁断路；
（4）使被测电阻与一个已知电阻并联，电流表分别测量两条支路的电流，滑动变阻器串联在干路中，当被测电路更换后，移动滑动变阻器的滑片，使通过已知电阻中的电流不变，如下图所示：

故答案为：（1）b；电阻R两端电压；（2）电压一定时，电流与电阻成反比；（3）R₁短路；R₁断路．

点评：此题是探究电流和电阻的关系，注意控制变量法在此实验中的应用．考查了有关电流表、滑动变阻器的使用，难点是电路的设计．