Question

3．在探究電流跟電阻的關(guān)系的實驗中，電源電壓為12伏保持不變，滑動變阻器標(biāo)有“20Ω 3A”字樣，實驗中所用的四個電阻分別是5Ω、10Ω、15Ω、20Ω．
（1）用筆畫線代替導(dǎo)線將電路連接完整；
（2）連接好電路，閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)電流表沒有示數(shù)，電壓表示數(shù)為電源電壓．造成這一現(xiàn)象原因可能是C
A、電流表壞了   B、滑動變阻器短路  C、電阻處接觸不良  D、電阻短路
（3）排除電路故障后，多次改變電阻的阻值進(jìn)行試驗，試驗數(shù)據(jù)記錄如表．第1次試驗的電流表示數(shù)如圖所示，那么第3次實驗中電流表示數(shù)為0.3A，此數(shù)據(jù)是在進(jìn)行完第2次試驗后，爆出滑片位置不變，換個電阻后進(jìn)行的，要得到正確的實驗結(jié)論，應(yīng)將滑片向左移動；

試驗次數(shù)	1	2	3	4
電阻R/Ω	5	10	15	20
電流I/A

（4）在做第4次實驗時，無論怎樣滑動變阻器的滑片都不能完成實驗，為了使這四個電阻都能為實驗所用，應(yīng)控制電阻兩端的電壓不低于6V．
（5）實驗結(jié)論是：在電壓一定時，電流與電阻成反比．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)實驗原理連接實物電路圖；
（2）常見的電路故障有斷路與短路兩種，根據(jù)電路故障現(xiàn)象分析電路故障原因．
（3）根據(jù)串分壓的知識，判斷出阻值減小時電壓表示數(shù)的變化，從而判斷出滑動變阻器阻值的變化，得出滑片移到的方向；根據(jù)公式U=IR計算出電壓表的示數(shù)，由歐姆定律計算出電流表的示數(shù)；
（4）要探究電流與電阻的關(guān)系，需保持電阻兩端的電壓不變，應(yīng)用串聯(lián)電路特點與歐姆定律求出電壓．
（5）分析思議數(shù)據(jù)，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)得出結(jié)論．

解答 解：（1）把電流量表、開關(guān)、電阻串聯(lián)接入電路，電壓表并聯(lián)在電阻兩端，實物電路圖如圖所示：

（2）閉合開關(guān)，電流表沒有示數(shù)，說明電路存在斷路，電壓表示數(shù)為電源電壓，說明電壓表與電源兩極相連，電壓表并聯(lián)電路之外電路不存在斷路，則與電壓表并聯(lián)的電阻斷路，故選C．
（3）由圖示電流表可知，其量程為0～3A，分度值為0.1A，所示為0.9A，由表中實驗數(shù)據(jù)可知，第一次實驗時電阻阻值為5Ω，電阻兩端電壓為：U=IR=0.9A×5Ω=4.5V，第三次實驗時電阻為：10Ω，電流值應(yīng)為I′=$\frac{U}{{R}_{3}}$=$\frac{4.5V}{15Ω}$=0.3A；實驗時需要保持電阻兩端電壓不變，進(jìn)行完第二次實驗后，進(jìn)行第三次實驗時，電阻阻值變大，電阻分壓變大，滑動變阻器分壓變小，為保持電阻電壓不變，應(yīng)向左移動滑片，增大滑動變阻器接入電路的阻值，減小定值電阻電壓，以保持電阻兩端電壓不變．
（4）當(dāng)電阻為20Ω時，所需滑動變阻器的阻值最大，為20Ω，則此時電壓表的示數(shù)為：$\frac{12V}{20Ω+20Ω}$×20Ω=6V，則為了使這四個電阻都能為實驗所用，應(yīng)控制電阻兩端的電壓不低于6V．
（5）由實驗可得，在電壓一定時，電流與電阻成反比．
故答案為：（1）如圖所示；（2）C（3）0.3；左；（4）6；（5）在電壓一定時，電流與電阻成反比．

點評 此題是探究電流與電阻關(guān)系的實驗，考查了滑動變阻器的連接及使用、歐姆定律的應(yīng)用及串分壓的知識．解決此題的關(guān)鍵是計算出導(dǎo)體兩端的電壓值．