Question

【題目】小彬用如圖甲所示的實驗器材探究“電流與電阻的關系”。電源電壓恒為3V，滑動變阻器上標有“20Ω2A”字樣，阻值分別為5Ω、10Ω、20Ω、50Ω的定值電阻各一個。

（1）請你用筆畫線代替導線，把圖甲所示的實驗電路補充完整。

（2）小彬用5Ω定值電阻接入電路后，閉合開關，發現電流表有示數而電壓表無示數，則電路中的故障可能是 （寫出一種）；排除故障后，閉合開關，調節滑動變阻器的滑片P，使電流表的示數如圖乙所示，此時電路中的電流為 A。

（3）將5Ω定值電阻換成10Ω定值電阻，閉合開關，為了保持 表的示數不變，應將滑動變阻器的滑片P向 （選填“A”或“B”）移動，記錄此時各表的示數。

（4）將10Ω定值電阻換成20Ω定值電阻，重復步驟（3）。

（5）實驗記錄的多組數據如下表所示。分析數據可得出結論：當電壓一定時，通過導體中的電流與電阻成 比。

實驗次數	定值電阻（Ω）	電流表示數（A）
1	5
2	10	0．18
3	20	0．09

（6）結合實驗數據，小彬能否換用50Ω的定值電阻進行實驗？ （能、不能），如若不能，則本實驗中的定值電阻最大可為 Ω。

Answer 1

【答案】（1）如圖所示

（2）定值電阻R短路 ； 0．36 （3）電壓； A （5）反 （6）不能； 30

【解析】

試題分析：（1）探究電流與電阻關系時，要求電阻與滑動變阻器串聯，電壓表與電阻并聯，因電源電壓為兩節干電池，故電壓表用小量程即可，連接電路如圖所示，（2）小彬用5Ω定值電阻接入電路后，閉合開關，發現電流表有示數，說明電路構成通路，而電壓表無示數，則電壓表測量的部分電阻為零，即定值電阻R短路；圖中電流表使用小量程，分度值為0．02A，故電流表讀數為0．36A；（3）在研究電流與電阻關系時需要控制的變量為電壓，故將5Ω定值電阻換成10Ω定值電阻后，因總電阻變大，導致電流變小，滑動變阻器兩端電壓將變小，所以閉合開關，若保持電壓表的示數不變，應將滑動變阻器的滑片P向A移動，使滑動變阻器兩端電壓增大；（5）實驗記錄的多組數據可以看出電流與電阻的乘積為定值。所以可得：當電壓一定時，通過導體中的電流與電阻成比的實驗結論；（6）由實驗數據，可知滑動變阻器兩端電壓為1．2V，當滑動變阻器最大值時，電流為I=1．2V/20Ω=0．06A，此時定值電阻兩端電壓為1．8V，故定值電阻大小為R=1．8V/0．06A=30Ω，即定值電阻最大為30Ω，所以小彬不能換用50Ω的定值電阻進行實驗。