Question

6．小明同学在做“探究电流与电压的关系”实验时，准备了以下材料：干电池（1.5V）两节，电流表（0～0.6A 0～3A）、电压表（0～3V 0～15V）、滑动变阻器（20Ω、2A）、定值电阻（5Ω）、开关各一只、导线若干．根据图甲所示的电路图进行实验．
（1）用笔画线代替导线，按照图甲所示电路，将乙图中的实物图连接完整．
（2）连接电路．闭合开关前，滑动变阻器滑片P应处于B（选填“A”或“B”）端．这样做可以起到保护电路的作用；
（3）连接好电路后，闭合开关，发现电流表无示数，移动滑动变阻器的滑片，电压表示数始终接近电源电压，造成这一现象的原因可能是C．
A．电流表坏了 B．滑动变阻器短路C．定值电阻接触不良D．定值电阻短路
（4）实验过程中，电流表的示数如图丙所示，此时电路中的电流为0.3A．
（5）试验中通过调节滑动变阻器滑片P，测出通过定值电阻R的不同电流和对应的电压值如表所示．老师看后说其中一次是错误的．帮小明分析出错的是第1次，原因是定值电阻两端电压最小为0.6V，电流为0.12A．

实验次数	1	2	3	4	5	6
电压U/V	0.5	1.0	1.5	2.0	2.5	3.0
电流I/A	0.1	0.2	0.3	0.4	0.5	0.6

通过上表中的数据，我们可以得出的结论是电阻一定时，电流与电压成正比．

Answer 1

分析 （1）求出电路中的最大电流，确定电流表的量程，根据电路图连接实物图．
（2）为保护电路，连接电路时，要断开开关，闭合开关前，滑片要移到阻值最大处．
（3）常见的电路故障有断路与短路，根据电路故障现象分析电路故障原因．
（4）根据图丙电流表小量程读数；
（5）根据串联分压的特点分析和分压原理，结合分析表中数据得出结论．
分析表中数据得出结论．

解答 解：（1）电源电压为3V，、定值电阻为5Ω，电路的最大电流I=$\frac{U}{R}=\frac{3V}{5Ω}$=0.6A，所以电流表选用0～0.6A，将电流表0.6A接线柱与定值电阻左端接线柱相连，把滑动变阻器B端接线柱与定值电阻右端接线柱接入电路，实物图如图所示．

（2）在连接电路的各元件时，开关应处于断开状态；闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片P置于B端，这样可以起到 保护电路的作用．
（3）闭合开关S，移动滑动变阻器的滑片P，电流表无示数，说明电路存在断路；电压表的指针有明显的偏转，说明电压表与电源两极相连，电压表并联电路之外电路不存在断路，则与电压表并联的定值电阻接触不良，而造成电压表串联在电路中了，选C；
（4）图中电流表选择的是0～0.6A量程，对应的分度值都是0.02A；则这时的电流为0.3A；
（5）已知滑动变阻器（20Ω、2A）、定值电阻（5Ω）、干电池（1.5V）两节，即电源电压为3V，
由图可知，滑动变阻器与定值电阻串联，在第一次实验时，滑动变阻器调到阻值最大处，即20Ω，因为定值电阻为5Ω，其电阻之比为4：1，根据串联分压的特点可知，此时定值电阻两端电压最小为$\frac{1}{5}$×3V=0.6V，即出错的是第1次，原因是定值电阻两端电压最小为0.6V，根据欧姆定律，通过的电流为0.12A；
横向分析表中数据知，当电压为原来的几倍，通过的电流也为原来的几倍，即电阻一定时，电流与电压成正比．
故答案为：（1）见上图；
（2）B；保护电路；
（3）C；
（4）0.3；
（5）1；电压最小应是0.6V，电流为0.12A；电阻一定时，电流与电压成正比．

点评 本题考查了连接实物电路图、实验注意事项、电路故障分析、电表读数、实验数据分析归结得出结论的能力等，是实验的常考问题，综合性较强，