Question

13．探究電流與電阻關(guān)系的電路（如圖）中，電源電壓恒為3V，滑動(dòng)變阻器上標(biāo)有“20Ω2A”字樣．實(shí)驗(yàn)用定值電阻分別為5Ω、10Ω、20Ω、50Ω各一個(gè)．

（1）將5Ω定值電阻接入電路后，閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)電流表有示數(shù)而電壓表無示數(shù)．則電路中的故障可能是電阻R短路（寫出一種）．排除故障后，閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片P，使電壓表的示數(shù)為1.8V．
（2）將5Ω定值電阻換成10Ω定值電阻，閉合開關(guān)，為了保持電壓表的示數(shù)不變，應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片P向A（選填“A”或“B”）移動(dòng)，記錄此時(shí)電表的示數(shù)．
（3）將10Ω定值電阻換成20Ω定值電阻，重復(fù)步驟（2）．
（4）實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄如表．分析數(shù)據(jù)可初步得出：當(dāng)電壓一定時(shí)，通過導(dǎo)體中的電流與電阻成反比．

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	定值電阻（Ω）	電流表示數(shù)（A）
1	5	0.36
2	10	0.18
3	20	0.09

（5）此實(shí)驗(yàn)中不能用50Ω的定值電阻進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，其原因是滑動(dòng)變阻器最大阻值太小，無法保持電壓表示數(shù)為1.8V．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)電流表和電壓表有示數(shù)進(jìn)行分析具體原因；
（2）根據(jù)串聯(lián)電路的分壓特點(diǎn)，換接電阻后，應(yīng)保持電壓表的示數(shù)不變，根據(jù)串分壓的知識(shí)判斷滑片的移動(dòng)方向；
（4）電流與電阻的關(guān)系：電壓一定，電流與電阻成反比；
（5）根據(jù)分壓原理，求出若換用50Ω的定值電阻進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)定值電阻的電壓判斷．

解答 解：（1）電流表有示數(shù)，說明電路為通路；電壓表無示數(shù)，說明與電壓表并聯(lián)部分發(fā)生短路，或定值電阻R短路；
（2）將5Ω電阻換成10Ω后，電壓表的示數(shù)會(huì)變大，所以應(yīng)該增大滑動(dòng)變阻器的阻值，即應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片P向A移動(dòng)，使電壓表仍為原來的示數(shù)不變；
（4）縱向分析表中數(shù)據(jù)，可知，當(dāng)電壓一定時(shí)，電阻為原來的幾倍，電流為原來的幾分之一，即當(dāng)電壓一定時(shí)，通過導(dǎo)體中的電流與電阻成反比；
（5）當(dāng)定值電阻為50Ω時(shí)，即使滑動(dòng)變阻器最大阻值為20Ω連入電路，根據(jù)分壓原理，此時(shí)定值電阻兩端的電壓最小，電路中的電流為I=$\frac{U}{R{+R}_{滑}}=\frac{3V}{50Ω+20Ω}=\frac{3}{70}$A，定值電阻兩端的電壓U定=IR=$\frac{3}{70}A$×50Ω＞1.8V，無法保持定值電阻兩端電壓始終為1.8V．
故答案為：（1）電阻R短路；
（2）電壓；A；
（4）反；
（5）滑動(dòng)變阻器最大阻值太小，無法保持電壓表示數(shù)為1.8V

點(diǎn)評(píng) 此題是探究電流和電阻的關(guān)系實(shí)驗(yàn)，考查了常見故障的分析、控制變量法的應(yīng)用、實(shí)驗(yàn)的操作過程、及數(shù)據(jù)的處理能力，涉及到了串聯(lián)電路中電流、電壓的關(guān)系及歐姆定律的靈活應(yīng)用．