Question

2．小尧为探究“电流与电阻的关系”，设计了如图甲所示的电路，用到的器材有：电源（电压3V不变），标有”20Ω  1A“字样的滑动变阻器、电流表、电压表、三个阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω的定值电阻、开关及导线若干．

（1）电路连接完毕，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于B端（选填”A“或”B“）；
（2）闭合开关，发现电流表示数几乎为零，电压表示数不为零，出现这种现象的原因可能是定值电阻R断路（选填“断路”或“短路”）；
（3）小尧排除故障后，电路中接入5Ω电阻时，移动滑动变阻器的滑片使电压表示数为U，此时电流表的示数如图乙所示；接着用10Ω电阻替换5Ω电阻接入电路再次实验，此时应将电压表的示数调为1V，再记录此时电流表的示数；然后用15Ω电阻替换10Ω电阻继续实验，她发现无论如何调节滑动变阻器的阻值，电压表示数都无法调至U，原因可能是滑动变阻器最大值太小（答一种情况即可）．

Answer 1

分析 （1）闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于最大值处；
（2）电流表示数几乎为零，说明电路是断路，电压表有示数，由此分析判断；
（3）探究通过导体的电流与电阻的关系时，应控制电阻两端的电压不变即电压表的示数不变；
根据滑动变阻器的最大阻值与定值电阻阻值间的关系，由串联电路的分压原理分析电压表不能达到要求的原因．

解答 解：
（1）为了保护电路，由图知甲知闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于最大值B端；
（2）闭合开关，发现电流表示数几乎为零，说明电路可能有断路，电压表示数不为零，说明电压表到电源间是通路，所以故障可能是R断路了；
（3）电路中接入5Ω电阻时，定值电阻两端电压：U=IR=0.2A×5Ω=1V，
探究通过导体的电流与电阻的关系时，应控制电阻两端的电压不变，所以用10Ω电阻替换5Ω电阻接入电路，移动滑片P，应使电压表示数为1V时再记录此时电流表示数；
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，定值电阻两端的电压值过高，不能使电阻两端电压达到要求的值．
故答案为：（1）B；（2）断路；（3）1；滑动变阻器最大值太小．

点评 本题考查了实验的注意事项、电路故障的判断、欧姆定律以及控制变量法的应用等，要学会熟练运用串联电路的电流和电压关系．