Question

20．在探究“串联电阻的总电阻与各串联电阻之间关系”的时候，小明和小刚利用滑动变阻器（铭牌上标有20Ω  1A）、两个定值电阻（5Ω  10Ω）、电流表、电压表、开关、电源等器材对此进行了探究，他们设计了如图甲所示的电路图．
（1）根据电路图，请你在图乙中用笔画线代替导线，将没有连接完的实物电路连接好．（导线不允许交叉且电流表的量程选取适当）
（2）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D 
A．滑动变阻器某处断路            B．只有R₁短路
 C．只有R₂短路                  D．电压表的某个接线柱接触不良．
（3）故障排除后，是小明和小刚进行了多次试验，测得数据记录在表中．请你根据他们三次测量的数据进行分析，你得出的结论是串联电阻的总电阻等于各串联电阻之和．

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

Answer 1

分析 （1）根据欧姆定律求出电路中的最大电流确定电流表的两端，滑动变阻器按一上一下的原则串联在电路中，开关闭合前，滑动变阻器的滑片应移到左端说明此时接入电路中的电阻最大，即要把右下端接线柱接入电路．
（2）电流表有示数，而电压表无示数，可能与电压表并联的电路短路或电压表断路，对四个选项逐一分析选出正确答案．
（3）看图表分析电流和电压，根据得出R_总与R₁、R₂的关系．

解答 解：（1）电源的电压U=1.5V×2=3V，电路中的最大电流I=$\frac{U}{R}$=$\frac{3V}{10Ω+5Ω}$=0.2A＜0.6A，所以电流表的量程为0～0.6A；滑动变阻器的右下端接线柱与电阻串联，如下图所示：

（2）A、若变阻器断路，则电流表电压表都无示数，故A错误．
B和C、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，电流表正常，电压表无示数，故D正确．
（3）分析数据R_总约为15Ω，为R₁与R₂的阻值之和，则可得出结论为：串联电阻的总电阻等于各串联电阻之和．
故答案为：（1）见上图；（2）D；（3）串联电阻的总电阻等于各串联电阻之和．

点评 本题是一道电学实验题，综合了电流表、滑阻的连接方法，电路故障的判断等基础知识．在解答此类实验题时，应明确实验思路，准确把握图表中显示的信息．