Question

2．在“探究電流跟電阻關(guān)系”的實驗中，小剛設(shè)計的實驗電路圖如圖甲所示：
（1）請用筆劃線代替導(dǎo)線，按電路圖將實物連接起來．
（2）小剛連完最后一根導(dǎo)線后就發(fā)現(xiàn)兩個表的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，并且指針總在晃動，造成上述現(xiàn)象的原因是連接電路時開關(guān)沒有斷開；電路某處接觸不良

（3）連接好電路后，閉合開關(guān)，移動滑動變阻器的滑片，使電壓表的示數(shù)為2V，記下電流表示數(shù)；再將定值電阻R₁由5Ω改接成10Ω的電阻，發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)大于（選填“大于”“小于”或“等于”）2V，于是他下一步的操作是：將滑動變阻器的滑片向右（選填“左”或“右”）移動，使電壓表的示數(shù)保持2V并記下電流值；再改接20Ω的電阻，重復(fù)上述實驗．
（4）實驗時，若電流表示數(shù)突然變?yōu)?，電壓表示數(shù)突然增大，則發(fā)生斷路的是電阻R斷路，此實驗得到的結(jié)論是：在電壓不變時，通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比．
（5）若粗心的逸舟少領(lǐng)了一只電壓表，多領(lǐng)了一只電流表，請在圖乙虛線框內(nèi)設(shè)計一個電路圖，使這個實驗仍然可以進行．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)電源電壓確定電壓表量程，求出電路的最大電流，確定電流表量程，根據(jù)電路圖連接實物圖；
（2）連接電路時，為防止電流過大燒壞電路元件、保護電路，開關(guān)應(yīng)斷開，指針晃動說明電路某處接觸不良；
（3）根據(jù)控制變量法，研究電流與電阻的關(guān)系時，可知需控制電壓相同，當換上大電阻時，根據(jù)分壓原理確定電壓表示數(shù)的變化，由串聯(lián)電路電壓的規(guī)律結(jié)合分壓原理確定滑片移動的方向；
（4）若電流表示數(shù)突然變?yōu)?，說明電路可能斷路；電壓表示數(shù)突然增大，說明電壓表與電源連通，則與電壓表并聯(lián)的支路以外的電路是完好的，則與電壓表并聯(lián)的電阻斷路了；
根據(jù)電壓不變時，電流與電阻的關(guān)系回答；
（5）若缺少電壓表，則電流表與定值電阻應(yīng)起到電壓表的作用，將電流表A₂與定值電阻R_定串聯(lián)后再與電阻R（電流表A₁測通過R的電流）并聯(lián)，在整個過程中，應(yīng)保持測量定值電阻R_定電流的電流表A₂的示數(shù)與定值電阻R_定的乘積不變，即電壓不變．

解答 解：
（1）電源電壓為3V，電壓表選用小量程與電阻R并聯(lián)，電路的最大電流I=$\frac{U}{R}=\frac{3V}{5Ω}$=0.6A，電流表選用小量程，根據(jù)電路圖連接實物圖，如下圖1所示：

（2）小剛連完最后一根導(dǎo)線后就發(fā)現(xiàn)兩個表的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，說明連接電路時，開關(guān)沒有斷開；并且指針總在晃動，說明電路某處接觸不良；
（3）根據(jù)串聯(lián)分壓原理可知，將定值電阻R₁由5Ω改接成10Ω的電阻，電阻增大，其分得的電壓大于2V，即電壓表示數(shù)大于2V；
探究電流與電阻的實驗中應(yīng)控制電壓不變，為了保持電阻兩端的電壓不變，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律可知應(yīng)增大滑動變阻器分得的電壓，由分壓原理，應(yīng)增大滑動變阻器連入電路中的電阻，所以滑片應(yīng)向右端移動，使電壓表的示數(shù)為2V．
（4）若電流表示數(shù)突然變?yōu)?，說明電路可能斷路；電壓表示數(shù)突然增大，說明電壓表與電源連通，則與電壓表并聯(lián)的支路以外的電路是完好的，則與電壓表并聯(lián)的電阻斷路了；
此實驗得到的結(jié)論是：在電壓不變時，通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比；
（5）若缺少電壓表，需用電流表A₂與定值電阻R_定串聯(lián)以代替電壓表；電流表A₁仍然與R串聯(lián)，測通過R的電流；兩支路再并聯(lián)，并與滑動變阻器串聯(lián)在電路中．（主要操作步驟：更換定值電阻R時，調(diào)節(jié)變阻器的滑片，使A₂示數(shù)不變，讀出A₁示數(shù)，多次實驗．）
如圖2所示：

故答案為：（1）如圖1所示；
（2）連接電路時，開關(guān)沒有斷開；說明電路某處接觸不良；
（3）大于；右；
（4）電阻R斷路；在電壓不變時，通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比；
（5）如上圖2所示．

點評 本題探究電流跟電阻關(guān)系，考查電路連接、實驗注意事項、操作過程、故障分析、實驗結(jié)論及設(shè)計實驗方案的能力，綜合性較強．為中考的熱點問題．