Question

小华在探究导体中电流跟电阻的关系时，实验室为其提供的器材有：学生电源(电压6V)、电流表、电压表、定值电阻(5Ω、10Ω、 20Ω、25Ω各一只)、电阻箱、滑动变阻器M (20Ω 2A)、滑动变阻器N (30Ω  1A)、开关、导线若干。

(1)如图甲，小华按要求连接好电路。

(2)在某次实验中，闭合开关，小华发现电流表示数为零，电压表示数约1V，她移动滑动变阻器滑片时，电流表指针不动，电压表指针的偏转发生改变，则电路中出现的故障可能是_____。

(3)小华预设定值电阻两端的电压为2.8V不变，在某次操作中，她断开开关S，用10Ω的电阻替换5Ω的电阻，然后马上闭合开关S，但老师指出此操作不规范，你认为操作不规范的原因是：______，为了保证电路元件安全、电压表的示数不变，应先断开开关S，将滑片P从原位置移到阻值最________(大、小)处，再闭合开关将滑片P从向_________端(A、B)移动。

(4)排除故障后，更换不同阻值的定值电阻进行了多次实验，记录实验数据如下表：

请你帮助小华在I-R图像中完成描点并画好图像___________，分析表中数据和图像可得到的结论是：_____。

(5)实验中选择的滑动变阻器是______。( M、N)

(6)小华还设计了一个巧测某电阻R_x阻值的实验电路，如图乙，图中R为电阻箱，要求仅利用电阻箱读数来表达R_x的阻值。请在下面方案的空白处填上适当内容。

①将开关接a，调节电阻箱和滑动变阻器滑片P至适当位置，使电流表示数为I，记下___；

②将开关接b，保持____位置不变，调节电阻箱，使电流表的示数______，记下___；

③则R_x=______。(用所测物理量符号表示)

Answer

R断路 替换电阻后，没有调节滑动变阻器 大 B 电压一定时，电流与电阻成反比 N 电阻箱阻值R1 滑片 为I 电阻箱阻值R2

【解析】

(2)[1]电流表指针不动说明串联电路中出现断路，电压表并在R两端且有示数，所以电路中故障可能是R断路；

(3)[2][3][4]用10Ω替换5Ω的电阻后，为了保护电路，应将滑动变阻器滑到最阻值处（A处）后再闭合开关，然后调节滑片P向B端移动；

(4)[5]由描点法画出图像，如图所示：

[6]分析数据和图像可知：电压一定时，电流与电阻成反比；

(5)[7]实验中保持电压表示数为2.8V，那么当电阻为25Ω时，滑动变阻器需较大电阻，由串联分压公式可知：

。

所以变动变阻器选用的是N(30Ω 1A)；

(6)[8]将开关接a，调节电阻箱和滑动变阻器，使电流表示数为I，并记下电阻器的阻值R1；

[9][10][11]将开关接b，保持滑动变阻器滑片P位置不变，调节电阻箱使电流表的示数仍为I，记下电阻箱的阻值R2；

[12]此题运用等效替代法，即开关接到b时，电阻箱的阻值等效于开关接到a时电阻箱与的电阻和，即：

。