题目内容
13．探究电流与电阻关系的电路（如图）中，电源电压恒为3V，滑动变阻器上标有“20Ω2A”字样．实验用定值电阻分别为5Ω、10Ω、20Ω、50Ω各一个．
（1）将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电阻R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，使电压表的示数为1.8V．
（2）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，记录此时电表的示数．
（3）将10Ω定值电阻换成20Ω定值电阻，重复步骤（2）．
（4）实验数据记录如表．分析数据可初步得出：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 | 0.36 |
| 2 | 10 | 0.18 |
| 3 | 20 | 0.09 |
分析 （1）根据电流表和电压表有示数进行分析具体原因；
（2）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；
（4）电流与电阻的关系：电压一定，电流与电阻成反比；
（5）根据分压原理，求出若换用50Ω的定值电阻进行实验时定值电阻的电压判断．
解答 解：（1）电流表有示数，说明电路为通路；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R短路；
（2）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；
（4）纵向分析表中数据，可知，当电压一定时，电阻为原来的几倍，电流为原来的几分之一，即当电压一定时，通过导体中的电流与电阻成反比；
（5）当定值电阻为50Ω时，即使滑动变阻器最大阻值为20Ω连入电路，根据分压原理，此时定值电阻两端的电压最小，电路中的电流为I=$\frac{U}{R{+R}_{滑}}=\frac{3V}{50Ω+20Ω}=\frac{3}{70}$A，定值电阻两端的电压U定=IR=$\frac{3}{70}A$×50Ω＞1.8V，无法保持定值电阻两端电压始终为1.8V．
故答案为：（1）电阻R短路；
（2）电压；A；
（4）反；
（5）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，考查了常见故障的分析、控制变量法的应用、实验的操作过程、及数据的处理能力，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．
练习册系列答案
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