Question

【題目】根據所學知識完成題目：
（1）小彬在物理實驗室制作氧氣濃度探測器，過程如下：
小彬找來氧敏電阻Rx ， 其電阻值與空氣中氧氣濃度的關系如表格所示．其中，氧氣濃度為0時，氧敏電阻的阻值模糊不清，于是他對該電阻阻值進行測量．

氧氣濃度/%	0	5	10	15	20	25	30
Rx/Ω		10	16	21	25	28	30

小彬設計了圖甲所示測量氧氣濃度為零時氧敏電阻阻值的電路，電源電壓恒為6V．如圖15乙在集氣瓶內裝有通過木炭燃燒制得氧氣濃度為零的空氣，再將Rx置于瓶內．

①請用筆畫線代替導線，按照圖甲，將圖乙的電路連接好；
②開關閉合前，滑動變阻器的滑片P應移至（A/B）端；
③閉合開關S，發現圖乙中電流表、電壓表示數均為0．小彬取下電壓表，將電壓表分別與導線①的兩端、導線②的兩端并聯，示數都為0；將電壓表與滑動變阻器B、D兩端并聯，示數也為0；將電壓表與開關兩端的接線柱并聯，示數為6V．若電路只有一處故障，則電路故障為
A．導線①斷路 B．導線②斷路
C．滑動變阻器內部斷路 D．開關S內部斷路
④排除故障后，移動滑動變阻器的滑片P，電壓表、電流表示數如圖丙所示，則氧氣濃度為0時，Rx阻值為Ω；
⑤補充好氧氣濃度與Rx阻值關系表后，小彬制作氧氣濃度探測器的電路，如圖丁所示，R0為定值電阻．小彬制作的探測器工作時，氧氣濃度越高，電流表示數越小；要想實現“氧氣濃度越高，電表示數越大”，應選用電壓表與上述電路中的并聯．

實驗次數	1	2	3
電阻R/Ω	5	10	15
電流I/A	0.6	0.3	0.24

（2）在完成上述實驗后，小彬又將圖甲中的氧敏電阻Rx換成“5Ω、10Ω、15Ω、30Ω”的定值電阻，探究“電流與電阻的關系”，電源電壓仍為6V，滑動變阻器規格為“20Ω 1A”．所測得的幾組電流、電壓值如表所示．
①由于操怍不當，導致其中一組數據存在錯誤，請判斷第次實驗的數據存在錯誤，產生錯誤的原因是；
②糾正錯誤以后，小彬繼續用30Ω的電阻替換15Ω的電阻進行了第4次實驗，發現實驗無法進行下去．為完成第4次實驗，同學們為他提出了下列解決方案，你認為正確的是 ．
A．換成電壓為12V的電源
B．更換最大阻值大于或等于30Ω的滑動變阻器
C．可將定值電阻兩端的電壓調為1.5V．

Answer 1

【答案】
（1）解：按電路圖連接實物，滑動變阻器按“一上一下“原則，且接左下接線柱，電路連接如圖所示： ；B；D；3；Rx
（2）3；未移動滑動變阻器；B
【解析】解：（1）①按電路圖連接實物，滑動變阻器按“一上一下“原則，且接左下接線柱，電路連接如圖所示：

②開關閉合前，保護電路的滑動變阻器的滑片處于最大阻值處的B端；
③電壓表與開關兩端的接線柱并聯時示數為6V說明電壓表兩接線柱與電源之間是通路，且電壓表是完好的，電壓表分別與導線①的兩端、導線②的兩端并聯，示數都為0，說明電路斷路部位是開關斷路，D選項符合；
④由圖乙可知，電流表的量程為0～3A，分度值為0.1A，示數為1.5A，
電壓表的量程為0～15V，分度值為0.5V，示數為4.5V，
則氧氣濃度為0時，Rx= = =3Ω；
⑤由表格數據可知，氧敏電阻隨氧氣濃度增大而增大，則氧氣濃度越高，電路中的總電阻越大，
由I= 可知，電路中電流表的示數越小，R0兩端的電壓越小，
因串聯電路中總電壓等于各分電壓之和，
所以，Rx兩端的電壓越大，
要想實現“氧氣濃度越高，電表示數越大”，應選用電壓表與Rx并聯．（2）①當接入電阻R2=10Ω時，電路中的電流為I2=0.3A，此時滑動變阻器接入的阻值為R= = =10Ω，
將R2換為R3=15Ω時，滑動變阻器滑片位置不動，此時電流中的電流為I= = =0.24A，故第3次實驗時，沒有移動滑片就讀電流表示數了，由于電壓一定時，導體中的電流與其電阻成反比，故應該為0.2A；
②糾正錯誤以后，該小組用30Ω的電阻替換15Ω的電阻進行了第4次實驗，
當R4=30時，由于保持電阻兩點電壓為UR=3V不變，則滑動變阻器兩端分的電壓為U′=U﹣UR=6V﹣3V=3V，
此時電流為IR=I′= = =0.1A，則滑動變阻器需要接入的阻值為：R′= = =30Ω＞20Ω，此時滑動變阻器的阻值不能滿足要求，故應換用以更大阻值的變阻器，故選B．
所以答案是：（1）①如上圖所示；②B；③D；④3；⑤Rx；（2）①3；未移動滑動變阻器；②B．