Question

某同学利用图甲所示的电路探究电流与电阻的关系，使用的实验器材有：电压恒为3V的电源，电流表、电压表各一个，开关一个，5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的定值电阻各一个，规格为“20Ω   1A”的滑动变阻器一个，导线若干。

（1）该同学接错了一根导线，请你在这根导线上打“x”，并补画出正确的那根导线；

（______）

（2）改好实物图后,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移到___(“最左”或“最右”)。闭合开关后，移动滑片时发现电流表有示数，电压表无示数。则发生故障的原因可能是 ___________。

（3）正确连接电路后，先用5Ω的定值电阻进行实验,闭合开关后移动滑片，此时电流表的示数如图乙所示；接着将5Ω的电阻换成其他阻值的定值电阻进行实验，接下来她应

将变阻器滑片向_____端（选填“左”或“右”）移动，使电压表的示数为_____V．记录电流表的示数。

（4）当小华改用50Ω的电阻继续实验时，发现无论怎样移动滑动变阻器滑片，都无法使电压表示数达到实验要求的值，你认为“电压表的示数无法达到实验要求的值”的原因可能是（____）

A．滑动变阻器的阻值太大   B．电压表量程选小了

C．滑动变阻器的阻值太小   D．滑动变阻器烧坏了

Answer

最左 电阻短路了 左 2V C

【解析】

(1)[1]原电路中，电流表与电阻并联，电压表串联在电路中是错误的，电流表应与电阻串联，电压表与电阻并联，如下所示：

；

(2)[2]闭合开关前，应将滑动变阻器滑片P置于最大值处；即应将滑动变阻器滑片P置于最左端；

[3]闭合开关后，移动滑片时发现电流表有示数，说明电路为通路；电压表无示数，则发生故障的原因可能是与电压表并联的电阻短路了，导致电压表与一根导线并联了；

(3)[4][5]图中电流表选用小量程，分度值为0.02A，示数为0.4A，根据I=UR可得,电压表示数即电阻两端的电压

U=IR=0.4A×5Ω=2V

因研究电流与电阻关系时，要控制电压表示数不变，故接着将5Ω的电阻换成其他阻值的定值电阻进行实验，每次观察到电压表的示数为2V时，记录电流表的示数；且其它电阻均大于5Ω，则分得的电压会大于2V，若要电压表示数等于2V，就要使得R：R滑的值保持不变，因此滑动变阻器的阻值也要增大，即变阻器滑片向左端移动；

(4)[6]B．因电压表示数不变，故B不符合题意；

ACD．用 50Ω 的电阻进行了第 5 次实验，由于保持电阻两点电压为UR=2V不变，此时电流为：

则滑动变阻器需要接入的阻值为：

即此时滑动变阻器的阻值不能满足要求，C符合题意。