Question

小华同学为了探究“电流与电阻的关系”,设计了如图甲的实验电路,她在学校实验室找来了如下一些实验器材：电压恒为3V的电源,电流表、电压表各一只,一个开关,阻值分别为10Ω、20Ω、50Ω的定值电阻各一个,滑动变阻器（20Ω 1A）一个,导线若干。

（1）在连接实验电路时,小华应将开关处于______状态。闭合开关前,应将滑动变阻器滑片滑到最______端选填“左”或“右”。

（2）小华连接好电路,闭合开关后,移动滑变阻器滑片时,发现电流表示数为零。电压表指针有偏转,则发生这种故障的原因可能是______

（3）故障排除后,小华先把10Ω的电阻接入电路,移动滑变阻器滑片,使电压表示数为2V,读出电流表示数后,断开开关,她直接拆下10Ω的电阻,改换成阻 值为20Ω的电阻继续做实验,闭合开关,电压表示数如图丙所示,其示数是______V,要完成这次实验,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2V,保持每次电压不变。

（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______

Answer

断开 右 R断路或定值电阻断路 2.4V 右 滑动变阻器最大阻值过小

【解析】

(1)[1]连接电路时开关处于断开状态是为了防止电路连接错误对电路原件造成损坏。

[2]闭合开关前，滑动变阻器的滑片要调到最大阻值处，为了保护电路。本题中最大阻值处时滑片在变阻器的最右端。

(2)[3]电流表示数为零说明电路发生了断路，电压表有示数说明电压表所测部分断路。

(3)[4][5] 小华先把10Ω的电阻接入电路,移动滑变阻器滑片，使电压表示数为2V，后面实验应保持电压表示数为2V不变。当小华将10Ω的电阻，改换成阻值为20Ω的电阻时，由于电阻变大，所以定制电阻分压变大，读出电压表示数为2.4V，要使电压表示数将为2V，应增大滑动变阻器的分压，所以应增大滑动变阻器的电阻，滑片向右滑动。

(4)[6] 当小华改用50Ω的电阻进行实验时，仍要让定值电阻分2V电压，滑动滑动变阻器分1V电压，串联电路电压之比等于电阻之比，所以，滑动变阻器需要25Ω电阻，而实验中使用的滑动变阻器为“20Ω 1A”，因此不能达到实验要求。