Question

18．小明用如图所示的电路，研究通过导体的电流与导体电阻的关系，电源电压恒为6V，电压表有“0～3V”和“0～15V”两个量程．实验中，换用不同阻值的定值电阻R，然后调节滑动变阻器滑片的位置，使R两端的电压保持不变，记下相应的4次实验的电阻值和电流值，记录在下面的表格中．

电阻R/Ω	5	10	15	20
电流I/A	0.4	0.2	0.13	0.1

（1）请用笔划线代替导线，将电压表正确连入电路；
（2）实验过程中，如果出现了电流表示数为0，电压表示数接近6V，电路发生的故障可能是：电阻R断路；
（3）分析表中的实验数据可得出结论：当电压不变时，电流与电阻成反比；
（4）实验中，他所选择的滑动变阻器是C（选填序号）．
A．10Ω　0.5A　　　　B．20Ω 1A　　　　C．50Ω 2A．

Answer 1

分析 （1）研究通过导体的电流与导体的电阻的关系时，应控制电压表的示数不变，由图乙给出的点和欧姆定律求出电压表的示数，据此选择量程，然后把电压表并联在乙图中定值电阻的两端；
（2）电流表示数为0，说明电路中有断路，电压表示数接近6V，说明电压表和电源连接的部分电路无断路；
（3）根据表格中的数据分析；
（4）根据实验中的最小电流，根据串联电路的电压特点求出滑动变阻器两端的电压，根据欧姆定律求出滑动变阻器的阻值即可确定滑动变阻器的规格．

解答 解：（1）由表格中的数据和公式U=IR可知，电压表的示数为2V不变，所以电压表的量程为0～3V，然后把电压表并联在定值电阻的两端，如下图所示：
；
（2）电流表示数为0，说明电路中有断路，电压表示数接近6V，说明电压表和电源连接的部分电路无断路，电压表测量的是电源电压，故电路故障为R断路；
（3）由表格中的数据可知，在电压不变时，电流与电阻阻值乘积保持不变，由此可见：电压一定时，电流与电阻成反比．
（4）由（2）可知，电源电压为6V；由图乙可知，实验中的最小电流I=0.1A，电压表的示数U_R=2V，因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，滑动变阻器两端的电压：U_滑=U-U_R=6V-2V=4V，
由I=$\frac{U}{R}$可得，滑动变阻器接入电路中的电阻：R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{4V}{0.1A}$=40Ω，所以，滑动变阻器的规格为C；
故答案为：（1）如图；（2）电阻R断路；（3）当电压不变时，电流与电阻成反比；（4）C．

点评 本题从实验的操作、滑动变阻器的选择、欧姆定律的应用等方面较为综合的考查了学生对实验的了解情况，从中加强了学生综合能力的培养，是一道不错的实验题．