Question

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，为定值电阻，电流表A 选用0～0.6 A量程，电压表选用为0～3 V量程，电压表选用为0～15 V量程，滑动变阻器上标有“50 Ω 1A”的字样．

（1）请根据电路图(甲) 用笔画线代替导线连接实物图(乙)中电压表V₂的连接．
（2）如图 (甲)中闭合开关前滑动变阻器的滑片P应放在　　　　（选填“A”或“B”）端．
（3）闭合开关S，发现电流表A 与电压表的示数为零，电压表的示数不为零，则电路存在的故障是　            　  ．
（4）排除故障后，继续进行实验，记录电流表A与电压表的示数，得到一组实验数据，如表格(丙) 所示．分析表中实验数据可得结论：                             ．

（5）实验中，记录电流表A 与电压表的示数，得到一组实验数据，根据实验数据作出图线，如图(丁)所示，电源电压是　 　V．在保证实验器材安全的前提下，滑动变阻器接入电路的阻值不得小于　 　Ω．

Answer 1

（1）如下图所示：

（2）B；（3）电阻R₁断路；（4）对于同一导体，通过导体的电流与其两端电压成正比（5）6；  10

试题分析：（1）电压表与滑动变阻器并联；（2）开关闭合前，滑片应滑至阻值最大位置，即B端；
（3）电压表有示数，说明电流可从电源正极出发，经滑动变阻器、电压表、电流表回到电源负极，所以这一回路都没有故障，是电阻R₁断路；
（4）从表中数据可以看出，对同一导体，其两端电压增大为原来的几倍，通过它的电流也增大为原来的几倍，即电流与电压成正比；
（5）从丁图可以看出，当 时，，；
当时 ，
由于电源电压不变，所以，解得：
当滑动变阻器接入电路的阻值最小时，电流表和电压表示数最大，电压表的示数最小，所以只需考虑电流表和电压表不被烧坏即可。
为了保证电流表不烧坏，电路中的电流不能超过0.6A，此时电路中的总电阻为，而，所以当滑动变阻器接入电路的阻值为0时，电流表的示数最大，即不管滑片如何滑动，电流表都不会被烧坏；为了保证电压表不被烧坏，其示数不能超过3V，即，，
 ，所以滑动变阻器接入电路的阻值不能小于。