Question

5．某实验小组的同学在探究欧姆定律时，实验中选用的定值电阻分别是5Ω、10Ω、15Ω，电源电压是3V，滑动变阻器的阻值范围是O～15Ω．

（1）连接实物如图甲所示电路，其中有一处连线错误，请你在连接错误的导线上画“×”，并用笔画线代替导线改正．
（2）某同学正确连接电路后，闭合开关，移动滑动变阻器滑片，发现电流表无示数，电压表有示数，其原因可能是定值电阻断路．（写出一种即可）．
（3）若当某同学按电路图连接好实物后，发现电流表和电压表出现如图乙所示情况，这是因为：
①电流表“+”、“-”接线柱接反了
②电压表选用了小量程
（4）将电路连接正确后，闭合开关，移动滑动变阻器滑片P，使定值电阻R两端电压为2V，电流表示数如图丙所示，则R的阻值为5Ω．
（5）将5Ω换上10Ω的电阻后，闭合开关，电压表示数将变大（选填“变大”或“变小”），此时应将滑片P向A（选填“A“或“B”）端移动，使电阻两端电压为2V．
（6）在研究电流跟电压、电阻之间关系的实验中，小明通过改变电路中的电压和电阻，分别测得了如下两组数据：

表1			表2
实验次序	电阻R=10Ω		实验次序	电压U=3V
	电压/V	电流/A		电阻/Ω	电流/A
1	1	0.1	1	5	0.6
2	2	0.2	2	10	0.3
3	3	0.3	3	15	0.2

分析表1数据，可得到的结论是：当电阻一定时，通过导体电流与其两端电压成正比．
分析表2数据，可得到的结论是：当电压一定时，通过导体的电流与其电阻成反比．

Answer 1

分析 （1）掌握实物电路的连接，特别注意电流表、电压表和滑动变阻器的接法，电压表应与电阻并联；
（2）掌握断路和短路的区别：断路时电路中无电流，用电器不工作，断开处的电压等于电源电压；短路时被短路的用电器不工作，两端无电压，但电路中会有电流．
（3）图乙所示，电流表指针反偏，说明正负接线柱接反了，电压表指针超出了最大刻度，说明所选量程太小；
（4）根据电流表的量程和分度值读出示数，利用欧姆定律求出R的阻值；
（5）探究“电流与电阻的关系”时应控制定值电阻两端的电压不变，改变电阻的阻值，根据电阻阻值的变化可知电路中总电阻的变化，根据欧姆定律可知电路中电流的变化和滑动变阻器两端的电压变化，根据串联电路的电压特点可知定值电阻两端的电压变化，然后判断滑片移动的方向；
（6）明确从数据表中在什么量不变的情况下，其它两量之间的关系．

解答 解：（1）由图甲可以看出，电压表与滑动变阻器和定值电阻并联了，即电压表测量的是电源电压，应该并联在定值电阻两端，如图所示：

（2）因为电流表无示数，所以电路发生了断路，又电压表有示数，所以与电压表并联的电阻发生了断路．
（3）流表指针反偏，说明正负接线柱接反了，电压表指针超出了最大刻度，说明所选量程太小；
（4）由图2可知，电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，示数为0.4A，R=$\frac{U}{I}=\frac{2V}{0.4A}=5Ω$；
（5）探究“电流与电阻的关系”时应控制电压表的示数2V不变，换上10Ω的电阻后，电路中的总电阻变大，由I=$\frac{U}{R}$可知，电路中的电流变小，滑动变阻器两端的电压变小，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，电阻两端的电压变大，即电压表的示数变大，要使电压表的示数不变，滑片应向A端移动，增大接入电路中的电阻，减小电路中的电流，直到电压表的示数为2V为止；
（6）从表1可看出，当电阻一定时，通过导体电流与其两端电压成正比；从表2可看出，当电压一定时，通过导体的电流与其电阻成反比．
故答案为：（1）见上图；（2）定值电阻断路；（3）①电流表“+”、“-”接线柱接反了；②电压表选用了小量程；（4）5；（5）变大；A；2；（6）当电阻一定时，通过导体电流与其两端电压成正比；当电压一定时，通过导体的电流与其电阻成反比．

点评 本题考查了探究“电流与电阻的关系”的实验，涉及到实验的注意事项和电流表的读数、欧姆定律的应用、电路的动态分析、电路故障的判断等，知道本实验中需要控制定值电阻两端的电压不变是关键．