Question

12．小华利用下列器材探究电流与电阻的关系．实验器材：电源（4.5V）、电流表、电压表、三个定值电阻（R₁=5Ω、R₃=15Ω，R₄=25Ω）．滑动变阻器标有“30Ω1A”字样．

（1）连接电路时，开关应处于断开状态，闭合开关，小华发现电流表无示数，电压表有示数．原因可能是电阻R断路（断路/短路）．
（2）实验中，小华控制R两端的电压不变，示数如乙图所示，读数为2.5V．
（3）小华读出R₁接入电路时的电流后，断开开关，将R₁换成R₃后．接下來她应该进行的操作是将滑片移至最右端，闭合开关，调节滑片使电压表的示数为2.5V
（4）实验中，小华如果想控制R两端的电压为1.5V不变，则他能否完成三次实验获得三组数据得出电流与电阻的关系呢？不能．理由是滑动变阻器阻值太小．

Answer 1

分析 （1）连接电路过程中，开关应该断开；
若电流表无示数，电压表有示数，则与电压表并联的电阻断路；
（2）根据电源电压确定电压表的量程，读出电压表的示数；
（3）要探究电流与电阻的关系，需保持电阻两端的电压不变；
（4）根据串联电路电压的规律结合分压原理确定当接入电阻最大时，变阻器连入电路中的阻值与题中变阻器的规格比较．

解答 解：（1）为保护电路，连接电路时，开关应处于断开状态；
电流表无示数，电路发生断路，电压表有示数，则与电压表并联的电阻R断路；
（2）由图甲知，电源电压为1.5V×3=4.5V，由图乙知，电压表应选择0～3V的量程，示数为2.5V；
（3）由电路图可知，将R₁换成R₂后，应先将滑片移至最右端，使其阻值最大，然后闭合开关，并调节滑片使电压表的示数为2.5V不变．
（4）实验中，小华如果想控制R两端的电压为1.5V不变，根据串联电路电压的规律，变阻器要分去的电压为4.5V-1.5V=3V，当定值电阻为25Ω时，由分压原理，变阻器的电阻应为2×25Ω=50Ω＞30Ω，即当电阻为25Ω时，无法完成实验．
故答案为：（1）断开；断路；（2）2.5；（3）将滑片移至最右端，闭合开关，调节滑片使电压表的示数为2.5V；（4）不能，变阻器的最大阻值太小．

点评 本题是探究电流与电阻关系的实验，考查了变阻器的连接及其使用、电路故障的分析、电压表的读数及控制变量法的应用及器材的选择，是该实验中的常考问题，应理解并掌握．