Question

小王在做“探究电流与电压、电阻关系”实验时，准备以下器材：电源（电压为3V且保持不变）、电流表（0-0.6A）、电压表（0-3V）、滑动变阻器（20Ω、1A） 、 四个定值电阻（5Ω、10Ω、15Ω、20Ω）、开关导线若干。根据如图甲所示电路图进行实验。

（1）请你用笔画线代替导线把图乙未连接完的实物电路连接成正确的完整电路;

（________）

（2）闭合开关前，滑动变阻器的滑片应调到最___________端（选填“左"或“右”）；.

（3）电路正确连接，闭合开关，电流表无示数，电压表指针有明显偏转，可能原因是________;

A.定值电阻R短路                      B.定值电阻R断路

C.滑动变阻器短路                       D.滑动变阻器断路

（4）探究电流与电压的关系时，小王通过调节滑动变阻器滑片P，记录了通过定值电阻R的不同电流和对应的电压如右表所示。老师看后说其中一组数据本次实验无法得出。他分析发现是第 ________次数据不合理，原因是________， 去掉不合理的实验数据，分析可得到的结论是：_____________________。

实验次数	1	2	3	4	5
电压U/V	0.5	1.0	1.5	2.0	2.5
电流I/A	0.1	0.2	0.3	0.4	0.5

（5）接着小王又探究电流与电阻的关系，其实验步骤如下：

①在电路中接入阻值为5Ω的定值电阻，移动滑动变阻器的滑片，使得电压表示数为1V，记录电流表示数：

②用10Ω的定值电阻替换5Ω的定值电阻，闭合开关，他应将滑动变阻器的阻值_____（选填“调大”或“调小”）直到_________， 再记录电流表示数;

③用15Ω的定值电阻替换10Ω的定值电阻再进行实验发现实验不能完成。为完成四次探究，小王预备了如下四个调整方案，你认为不可行的是________

A.如果只调整电压表的示数，控制电压表示数为2V

B.如果只更换定值电阻，更换1Ω、2Ω、5Ω、10Ω 的定值电阻

C.如果只更换滑动变阻器，则更换的滑动变阻器最大阻值不小于40Ω， 允许通过的最大电流不小于0.2A

D.如果只更换电源，更换电源电压为4V

Answer

见解析 右 B 1 电路中最小电流为0.12A 电阻一定时，导体的电流和电压成正比 调大 电压表示数仍为1V BD

【解析】

(1)[1]根据题意“一上一下”原则，将滑动变阻器滑片左下接线柱连入电路中，如下所示：

(2)[2]闭合开关前，为了保护电路，滑动变阻器的滑片应调到阻值最大处的最右端；

(3)[3] A．若电阻R短路，则电路为通路，电流表应有示数，电压表无示数，故不符合题意；

B．若电阻R断路，则电流表会没有示数，电压表与电源连通测电源电压，电压表指针应有明显偏转，故符合题意；

C．若滑动变阻器短路，则电路为通路，两表都应有示数，故不符合题意；

D．若滑动变阻器断路，则两表都没有示数，故不符合题意

(4)[4][5]探究电流与电压的关系时，要控制电阻不变，由表中数据，电阻是5Ω，又因为变阻器的最大电阻为20Ω，根据电阻的串联和欧姆定律，电路中的最小电流是：

,

故出错的是第1次，原因是电路中的最小电流大于0.1A；

[6]去掉出错的实验数据，分析知道，电压与电流之比为一定值，故得到的结论是：当电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比；

(5)[7][8]由串联分压原理知道，将定值电阻由5Ω改接成10Ω的电阻，由于电阻增大，其分得的电压增大；由于探究电流与电阻的实验中应控制电压不变，即应保持电阻两端的电压不变，根据串联电路电压的规律知道，应增大滑动变阻器分得的电压，即应增大滑动变阻器连入电路中的电阻，应该将滑动变阻器的阻值调大，直到电压表示数为1V ，再记录电流表示数；

[9]A．根据串联电路电压的规律和分压原理知道：

由此可知，当电源电压U、定值电阻的电压U定 一定时，变阻器的电阻随定值电阻的增大而增大；当电阻为R定4 =20Ω时，所需滑动变阻器的阻值最大为R滑大 =20Ω，根据串联电阻的规律，总电阻S ：

R=R定4 +R滑大 =20Ω+20Ω=40Ω，

此时电流中的电流是：

由欧姆定律，则此时电压表的示数是：

即应控制a、b间的最小电压为1.5V，最大电压不超过3V，故A可行；

B．电源电压为3V，电阻两端电压为1V，滑动变阻器分压为2V，定值电阻两端电压为变阻器电压的倍，根据分压原理，定值电阻阻值为滑动变阻器接入电路的阻值为的倍，由于滑动变阻器最大阻值为20Ω，所以，定值电阻最大阻值为10Ω；由电流表量程和变阻器规格可知，电路中电流最大0.6A，此时电路电阻最小，由欧姆定律，此时定值电阻的阻值是：

即更换的定值电阻R的阻值范围是1.67～10Ω，故B不可行；

C．滑动变阻器两端电压是2V，是定值电阻两端电压的2倍，由分压原理知道，滑动变阻器接入电路的阻值是定值电阻阻值的2倍，当定值电阻阻值最大为20Ω时，滑动变阻器接入电路的阻值最大应为40Ω，即更换的滑动变阻器最大阻值不小于40Ω；当电阻为5Ω时，由于变阻器分得的电压为2V，变阻器分得的电压是定值电阻的2倍，根据分压原理知道，变阻器连入电路中的电阻是：

2×5Ω=10Ω，

由串联电路电阻的规律知道，此时电路的总电阻是15Ω为最小，电路中电流最大，由欧姆定律知道，最大电流是：

,

即最大电流不小于0.2A，故C可行；

D．当变阻器全部电阻20Ω连入电路时，此时对应的定值电阻应最大为20Ω，电源电压最大，根据分压原理，变阻器的电压是：

，

所以最大电源电压是：

1V+1V=2V，

最小为1V，更换的电源电压范围是1V～2V，故D不可行。