Question

2．小强利用如图甲所示的电路，实验探究“电流跟电阻的关系”．他选的实验器材：电源（电压恒为6V），电流表、电压表各一只，一个开关，三个定值电阻（5Ω、10Ω、15Ω），一只滑动变阻器（20Ω1A），导线若干．

（1）小强所连接的电路如图甲所示，若直接按此图操作可能会带来的后果是电压表烧坏．
（2）正确连接后多次改变R的阻值做实验，并在老师的帮助下，得到多组实验数据，由这些数据得到如图乙所示的电流I随电阻$\frac{1}{R}$变化的图象，由图象可得结论：电压一定，通过导体的电流与导体的电阻成反比
（3）在上述实验中，小强先用5Ω的电阻做完实验后，接着断开开关将电阻改成10Ω，闭合开关后，应向A （选填“A”或“B”）端移动变阻器滑片P，直到电压表的示数为2 V为止，读出电流表的示数．
（4）当小强改用15Ω的电阻继续实验时，发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片，都无法使电压表的示数达到实验要求的值．你认为“电压表的示数无法达到实验要求的值”的原因可能是：滑动变阻器最大阻值太小．
（5）为了使实验顺利进行，且不变更现有器材，在开始设计实验时你将给小强提出的合理意见是控制电压表示数为3V．

Answer 1

分析 （1）根据电压表的连接方式分析；
（2）根据图象分析；
（3）根据图象确定实验中电阻两端的电压；当电阻的阻值变大时，根据串分压的知识，电压表的示数变大，要使电压表的示数不变，应增大滑动变阻器的阻值；
（4）根据串联电路的电压、电流规律结合欧姆定律计算出电阻为15Ω时滑动变阻器的阻值，与滑动变阻器的最大阻值比较得出．
（5）通过减小电压表示数可以达到实验的目的．

解答 解：（1）由图可知，电压表测量的是电源电压，而电压恒为6V，电压表量程为0-3V，故电压表会烧坏；
（2）由图象可知，电流越大时，电阻$\frac{1}{R}$的数值越大，故电压一定，通过导体的电流与导体的电阻成反比；
（3）用5Ω的电阻做完实验后，将电阻改成10Ω，此时电阻两端的电压会增大，为保持电压表的示数不变，应增大滑动变阻器的阻值，将滑片向A端滑动；
由图象知，电阻两端的电压U=IR=0.5A×5Ω=2.5V；
（4）无法使电压表的示数达到实验要求的值，可能由于滑动变阻器的最大阻值太小，把滑动变阻器阻值全部接入电路时，滑动变阻器分得的电压还是较小，不能使电阻两端达到要求的值；
（5）由于滑动变阻器不能调节到电压，所以可以通过减小电压表的方法来实现实验的目的．
故答案为：（1）电压表烧坏；（2）电压一定，通过导体的电流与导体的电阻成反比；（3）A；2；（4）滑动变阻器最大阻值太小；（5）控制电压表示数为3V．

点评 本题考查了实验操作分析、实验现象的判断和分析图象得出实验结论，实验现象的判断是本题的难点，要根据串联电路的分压原理认真分析方可解决．