Question

为探究导体中的电流与电阻的关系，实验室提供的器材有：电压为6V的电源、电流表、电压表、五个定值电阻（阻值分别为8Ω、12Ω、18Ω、24Ω、30Ω）、滑动变阻器（1A 30Ω）、开关、导线若干．

（1）小华选用8Ω的定值电阻，根据甲图连接实物，将滑动变阻器的滑片移至最左端，闭合开关发现，电压表的指针偏转超过其量程，电流表示数不为零，则以下操作中，最合理的操作是      ．

A．立即将滑动变阻器的滑片移至最右端

B．断开开关，将电压表接入电路的量程改为15V

C．断开开关，检查定值电阻是否发生断路

D．断开开关，检查滑动变阻器是否发生短路

（2）排除故障后，小华调节滑动变阻器，使电压表的示数如图乙所示，其值为      V，记下此时对应的电流；将定值电阻阻值换为12Ω时，则应将滑动变阻器的滑片向      （“左”、“右”）移动，使电压表保持图乙的值不变，才能完成第二组数据的测量．

（3）测量第三组数据时，小华换用阻值为30Ω的定值电阻，无论怎样移动滑片，无法完成实验，因为电压表示数总比图乙的示数      （“大”、“小”）．通过分析计算，小华认为若用现有的方案和器材完成实验，接入的定值电阻阻值不得大于      Ω．

Answer

（1）D；（2）2.4；左；（3）大；20．

【解析】【解析】
（1）将滑动变阻器的触头移至最左端，此时滑动变阻器的阻值应最大，闭合开关时发现电流表示数不为零，则电路中未发生断路，根据分析，滑动变阻器的最大阻值为20Ω，根据串分压的知识，当电阻的阻值为20Ω时，电压表的示数最大，为3V，而电压表的指针偏转超过其量程，则可能是滑动变阻器短路造成的；

（2）由图乙知，电压表的量程为0～3V，分度值为0.1V，示数为2.4V；

当将6Ω的电阻换为8Ω时，电阻两端的电压增大，为保持电压表的示数不变，则应增大滑动变阻器的阻值，将滑片向左移动；

（3）由题意知，当换用30Ω的电阻时，要保持电阻两端的电压2.4V不变，滑动变阻器两端的电压应为U滑=6V﹣2.4V=3.6V，

则电路中的电流为：I===0.08A，

滑动变阻器的阻值为：R滑==45Ω，

而滑动变阻器的最大阻值为30Ω，由于滑动变阻器的最大阻值太小，把滑动变阻器阻值全部接入电路时，滑动变阻器分得的电压还是较小，定值电阻两端的电压，即电压表的示数大于2.4V，无法使电压表的示数达到实验要求的值；

当滑动变阻器的阻值最大为30Ω时，电路中的电路I′==0.12A

此时电阻的阻值为R′===20Ω，可得电阻的阻值不能超过20Ω，

故答案为：（1）D；（2）2.4；左；（3）大；20．

【考点】探究电流与电压、电阻的关系实验．

【专题】实验探究题；探究型实验综合题．

【分析】（1）电流表示数不为零，说明电路中无断路现象，电压表的指针偏转超过其量程，说明电阻两端的电压太大，根据各项进行分析；

（2）确定电压表的量程和分度值，读出电压表的示数，根据串分压的知识判断电阻增大后，电压表的示数变化，从而判断出滑动变阻器阻值的变化；

（3）计算当电阻为30Ω时，计算出滑动变阻器的最大阻值的最小值，便可得出结论．

【点评】此题是探究电流与电阻的关系，考查了控制变量法在实验中的应用及电路故障的分析，实验中涉及到了有关串分压的知识及欧姆定律的应用．