题目内容
【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。
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(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 (选填“A”或“B”)移动,记录此时各表的示数。
(4)将10Ω定值电阻换成20Ω定值电阻,重复步骤(3)。
(5)实验记录的多组数据如下表所示。分析数据可得出结论:当电压一定时,通过导体中的电流与电阻成
比。
实验次数 | 定值电阻(Ω) | 电流表示数(A) |
1 | 5 | |
2 | 10 | 0.18 |
3 | 20 | 0.09 |
(6)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 。
【答案】(1)见下图:
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(2)定值电阻短路 0.36;(3)电压 A ;(5)反;(6)滑动变阻器滑到阻值最大处时也无法保持定值电阻两端电压不变
【解析】
试题分析:(1)在探究“电流与电阻的关系”实验中,要用滑动变阻器改变定值电阻两端的电压,所以滑动变阻器与定值电阻串联,由于下面的接线柱已接好,上面的接线柱可任意选一个;
(2)电流表有示数说明电路不是断路故障而是短路,电压表无示数说明没有电流通过电压表,则是定值电阻被短路,同时电压表也被短路;图乙中电流表的示数为0.36;
(3)实验中要通过调节滑动变阻器的滑片保持电压表的示数不变,原则是“换大调大”,所以滑片应向A端移动,使滑动变阻器接入电路的电阻增大;
(5)表格中的数据表明:电压一定时,通过导体中的电流与电阻成反比;
(6)由表格中的数据可知,定值电阻两端的电压保持1.8V不变,则滑动变阻器两端的电压为1.2V,如果用50Ω的定值电阻进行实验,根据串联电路的分压公式,计算滑动变阻器接入电路的阻值需为:
,
,而滑动变阻器的最大阻值为20Ω,所以无法保持定值电阻两端的电压不变。