Question

12．在学习“串联电阻的总电阻与各串联电阻之间关系”的时候，小强和小刚利用滑动变阻器（“5Ω 1A”、“20Ω 0.5A”）、两个定值电阻（5Ω 10Ω）、电压表、电流表、电源（3V）等器材进行实验探究．他们设计了如图甲所示的电路图．

R1=5Ω　　　　　R2=10Ω
次数 器材	1	2	3
电压U/V	1.5	2.4	3
电流I/A	0.1	0.16	0.2

（1）根据电路图，请你在如图乙中用笔画线代替导线，将没有连接完的实物电路图连接好（导线不允许交叉且电流表的量程选取适当）．
（2）请你根据电路图分析：在闭合开关前，滑动变阻器的滑片应移到A（选填“A”或“B”）端．
（3）若闭合开关后发现电流表有示数，而电压表无示数，则出现该现象的原因可能是下面哪一种情况？D．
A．滑动变阻器某处断路
B．只有R₁被短路
C．只有R₂被短路
D．电压表的某一个接线柱接触不良
（4）上表是小强和小刚在排出故障后，所记录的实验数据．请你根据他们三次测量的数据进行分析，可以得出的结论是：串联电阻的总电阻等于各电阻之和．
（5）通过图表分析，实验中应选用规格为20Ω 0.5A的滑动变阻器．
（6）实验中，滑动变阻器的作用是：为了改变电路中的电流和电压．

Answer 1

分析 （1）由表中数据确定电流表量程，将滑动变阻器滑片以右电阻丝连入电路中；
（2）为保护电路，滑动变阻器在接入时，要保持最大阻值；
（3）对四个选项要分别分析，选出正确答案；
（4）由图表分析电流和电压，根据欧姆定律，得出R_总与R₁、R₂的关系；
（5）由表中数据得出变阻器分得的电压，由分压原理求变阻器的最小电阻；
（6）滑动变阻器是通过改变连入电路中电阻来达到改变电路中的电流和电压的作用，从而达到多次测量的目的．

解答 解：（1）由表中数据可知，电流表应选用小量程，滑动变阻器按照“一下一上”的原则串联连入电路．如图所示：

（2）在闭合开关前，为保护电路，滑片应处于最大阻值处，所以要移到A处；
（3）A、若变阻器断路，则电流表、电压表都无示数，故A错误；
BC、若两个电阻有一个被短路，电流表和电压表都有示数，故B、C错误．
D、若电压表的某一个接线柱接触不良，电流表有示数，此时电压表处于断路状态，故电压表无示数，故D正确．
（4）由表中数据利用R=$\frac{U}{I}$计算可得，3次实验的R_总均为15Ω，为R₁与R₂的阻值之和，则可以得出的结论是：串联电阻的总电阻等于各电阻之和．
（5）由表中数据可知，当电压表示数1.5V时，通过的电流为0.1A，
则变阻器分得的电压为3V-1.5V=1.5V，变阻器的电压等于两电阻的电压，根据分压原理，变阻器连入电路中的电阻等于两电阻之和，即变阻器连入电路中的电阻为15Ω，15Ω＞5Ω，故变阻器选用20Ω 0.5A；
（6）为得到普遍性的结论，要多次测量，滑动变阻器接在电路中是为了改变电路中的电流和电压．
故答案为：（1）如上图所示；（2）A；（3）D；（4）串联电阻的总电阻等于各电阻之和；
（5）20Ω 0.5A；（6）为了改变电路中的电流和电压．

点评 本题研究串联电阻的总电阻与各串联电阻之间关系，考查电路的连接、注意事项、故障的分析、数据处理、器材的选择及归纳法的运用，综合性较强．