题目内容
19．小林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．
（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定值电阻R1短路（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0.36A．
（3）将5Ω定值电阻换成10Ω定值电阻，闭合开关，为了保持电压表的示数不变，应将滑动变阻器的滑片P向A（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反比．
| 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 |
分析 （1）电压表与电阻并联，电流表、滑动变阻器与电阻串联，滑动变阻器要接一上一下；
（2）根据电流表和电压表有示数进行分析具体原因；根据电流表的量程和分度值读出电流值；
（3）根据串联电路的分压特点，换接电阻后，应保持电压表的示数不变，根据串分压的知识判断滑片的移动方向；
（5）电流与电阻的关系：电压一定，电流与电阻成反比；
（6）根据串联分压特点进行判断．
解答 解：（1）电压表与电阻并联，由于电源电压为3V，所以应选择0～3V的量程；滑动变阻器已接了下面一个接线柱，可再接上面任意一个接线柱，如图所示：
（2）电流表有示数，电压表无示数，说明与电压表并联部分发生短路，或定值电阻R1短路；由乙图知，电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，示数为0.36A；
（3）将5Ω电阻换成10Ω后，电压表的示数会变大，所以应该增大滑动变阻器的阻值，即应将滑动变阻器的滑片P向A移动，使电压表仍为原来的示数不变；
（5）电流和电阻的关系为：当电压一定时，通过导体中的电流与电阻成反比；
（6）当定值电阻为50Ω时，此时滑动变阻器最大阻值为20Ω，
根据串联分压特点可知：$\frac{{U}_{1}}{{U}_{2}}$=$\frac{{R}_{1}}{{R}_{2}}$=$\frac{50Ω}{20Ω}$=$\frac{5}{2}$，则定值电阻两端最小电压为3V×$\frac{5}{7}$≈2.1V＞1.8V，故无法保持定值电阻两端电压始终为1.8V．
故答案为：（1）如图所示；（2）定值电阻R1短路；0.36；（3）电压；A；（5）反；（6）滑动变阻器最大阻值太小，无法保持电压表示数为1.8V．
点评 此题是探究电流和电阻的关系实验，考查了控制变量法的应用，同时考查了电流表、电压表、滑动变阻器的接法，考查了电流表的读数及电阻的计算，涉及到了串联电路中电流、电压的关系及欧姆定律的灵活应用．
①该实验原理为：R=$\frac{U}{I}$；在连接电路时开关应该断开．
②根据图甲的电路图连接乙图中的实物图，滑动变阻器需要连接电路另一条导线，应接在C（选填“A”或“C”）接线柱，电压表需要连接电路另一条导线，应接在0.6A量程的接线柱上．（选填“3V”或“15V”）．
③闭合电路前，应把滑动变阻器滑到A端（选填“A”或“B”），闭合开关，发现电压表示数接近电源电压，电流表没示数，则电阻R断路（选填“短路”或“断路”）．
④滑动变阻器除了保护电路外，还有一个作用是改变电阻两端电压．
⑤测量电阻值，将滑动变阻器换成两个阻值电阻R1和R2（R1＜R2），分别进行了3次不同的实验，并记录下来，如图2所示，第三次数是图甲（选题“甲”或“乙”或“丙”）中进行的实验．
| 电压 | 电流 | 电阻 | |
| 第一次 | 0.85 | 0.14 | 6.07 |
| 第二次 | 1.21 | 0.20 | 6.05 |
| 第三次 | 2.11 | 0.35 | 6.03 |
| 5℃ | 10℃ | 15℃ | 20℃ |
| 334 | 337 | 340 | 343 |
（2）根据上表提供的数据你能发现当温度每升高5℃时，声音传播的速度增加3m/s．
（3）从表中数据可知，声速除了跟介质的种类有关，还与介质的温度有关．