Question

17．小宇和同学们在“探究电流与电阻关系”的实验中，所用的器材有：三节新干电池，“5Ω、10Ω、15Ω、20Ω”的电阻各一个，滑动变阻器“20Ω，1A”一个，电流表使用0～3A的量程，电压表使用0～3的量程，开关和导线若干．请你和他一起完成下列实验：

（1）小宇选用器材时就发现电流表指针如图甲所示，他应该调零，如果是在测量过程中出现这样的情况，他应该换用小量程．
（2）在实验过程中，控制定值电阻两端的电压为2V不变，当小宇用20Ω的定值电阻替换了15Ω的定值电阻后，继续进行实验，无论怎样移动滑动变阻器的滑片，电压表的示数都无法降低到2V，原因可能是变阻器的最大阻值太小．
（3）实验改进后，小宇能够得到的结论是：电压一定时导体中的电流与导体的电阻成反比；该实验中变阻器有保护电路、控制导体两端的电压保持不变两个作用．

Answer 1

分析 （1）电流表使用前应先观察指针是否指到0刻度线，否则应校零；测量时电流表在不超过量程的前提下应尽可能使用小量程；
（2）根据串联电路中电阻越大分得的电压越大，分析电压表的示数无法降低到2V的原因；
（3）电流和电阻的关系：电压不变，电流和电阻成反比；根据实验目的分析滑动变阻器作用．

解答 解：
（1）图甲中所示选用器材时电流表指未指在零刻度处，所以他应该先调零；
在测量过程中出现图甲中情况，说明电流表使用量程太大，为提高测量的准确程度他应该换用小量程；
（2）串联电路中，电阻越大分得的电压越大，所以，电压表的示数无法降低到2V的原因可能是滑动变阻器的最大阻值太小；
（3）电流和电阻的关系：电压一定时导体中的电流与导体的电阻成反比；
电流与电压和电阻有关，所以探究电流和电阻关系要控制电压不变，所以滑动变阻器的作用之一是：控制导体两端电压不变；另外在闭合开关前将滑片滑到最大值处，以起到保护电路的作用．
故答案为：（1）校零；换用小量程；
（2）变阻器的最大阻值太小（或定值电阻的阻值太大）；
（3）电压一定时导体中的电流与导体的电阻成反比；保护电路；控制导体两端的电压保持不变．

点评 本题探究电流与电阻关系的实验，考查了实验的操作、现象分析、实验结论以及滑动变阻器作用等，属于常见题型．