Question

现有下列器材：学生电源（6V），电流表（0~0.6A，0~3A）、电压表（0~3V，0~15V）、三个定值电阻R₁（5Ω）、R₂（10 Ω）、R₃（20 Ω），开关、滑动变阻器和导线若干，标有“2.5V”的小灯泡一只，利用这些器材探究“电压不变时，电流与电阻的关系”。

(1)请根据图甲所示的电路图用笔画线代替导线将图乙所示的实物连接成完整电路，（要求连线不得交叉）。

（_______）

(2)实验中依次接入三个定值电阻，调节滑动变阻器的滑片，保持电压表示数不变，记下电流表的示数，利用描点法得到如图丙所示的电流I随电阻R变化的图像，由图像可以得出结论：__________。

(3)在使用定值电阻R₁和R₃进行实验过程中，读取数据时，滑动变阻器消耗的电功率之比为____。

(4)为完成整个实验，应该选取哪种规格的滑动变阻器__________。

A.50Ω 1.0A     B.30Ω 1.0A       C.20Ω 1.0A。

(5)做完电流与电阻的关系实验后，小明想测出小灯泡的电阻。连好电路后，闭合开关，发现电流表无示数，电压表示数接近电源电压，则此故障的原因可能是________。

A.小灯泡断路   B.小灯泡短路    C.滑动变阻器断路

Answer

当电压一定时，电流与电阻成反比 4：1 A A

【解析】

(1)[1]电压表与定制电阻并联，滑动变阻器“一上一下”连接，作图如下：

(2)[2]观察图像可知，图像为反比例函数，则可得当电压一定时，电流与电阻成反比；

(3)[3]由于实验中电阻两端电压不变，总电压不变，则滑动变阻器两端电压也不变，故在使用R1和R3进行实验时，根据可知电流之比等于电阻反比：

I1：I3=R3：R1=20Ω：5Ω=4：1

由于滑动变阻器两端电压不变，再根据P=UI可知，滑动变阻器前后功率之比等于电流之比，为4：1；

(4)[4]电压表控制的电压为2V，根据串联电路电压的规律，变阻器分得的电压：

U滑=6V-2V=4V

滑动变阻器所分电压为定值电阻的2倍，根据串联分压原理，当接入20Ω电阻时，滑动变阻器接入电阻为定值电阻2倍，即40Ω，故应选组最大阻值不小于40Ω的滑动变阻器，故选A；

(5)[5]A．若小灯泡断路，电流表无示数，则电压表串联在电路中测量电源电压，有示数，故A符合题意；

B．若小灯泡短路，则电压表无示数，电流表有示数，故B不符合题意；

C．如滑动变阻器断路，电路不通，两表均无示数，故C不符合题意；

故选A。