Question

小明用如图甲所示的实验器材探究“电流与电阻的关系”，电源电压恒为3V，滑动变阻器上标有“20Ω，2A”字样，阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的定值电阻各一个。

(1)小星帮小明检查时发现连线不对，而且只要改接一根导线就可以了，请你把接错的那根导线找出来，打上“×”，再画线把它改到正确的位置上（导线不允许交叉）。

（_______）

(2)电路改正以后，小明实验时发现电流表示数为0，电压表示数接近3V，则电路发生的故障可能是________。

(3)如果他先用5Ω的电阻做实验，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片P，使电压表的示数达到1V，若第2次实验时将定值电阻的阻值由5Ω调为10Ω后小明应把滑动变阻器的滑片向______移动才能使电压表示数不变，再读电流表的示数，但他没有移动滑动变阻器的滑片就直接读出电流表的示数，这个示数是________（请填入字母序号）

A.0.20A    B.0.18A   C.0.15A   D.0.10A

(4)如果要利用所提供的实验器材完成对四个定值电阻的实验探究，则实验中定值电阻两端的电压应不小于________V。

Answer

定值电阻断路 左 C 1.5

【解析】

(1)[1]原电路中电流表与变阻器并联，电压表串联在电路中了，是错误的，电压表与电阻并联，电流表串联在电路中，如下所示：

(2)[2]经分析，电流表示数为0，电路可能发生断路，电压表示数接近3V，经检查导线均完好且接触良好，则与电压表并联的定值电阻断路；

(3)[3]根据串联分压原理可知，将定值电阻由改接成的电阻，电阻增大，其分得的电压增大；探究电流与电阻的实验中应控制电压不变，应保持电阻两端的电压不变，根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压，由分压原理，应增大滑动变阻器连入电路中的电阻，所以滑片应向左端移动，使电压表的示数为不变；

[4]定值电阻两端的电压为1V，时电路中的电流：

因此滑动变阻器两端的电压

，

进而求出滑动变阻器的电阻为

，

由于他没有移动滑动变阻器的滑片就直接读出电流表的示数，则电流表的示数为：

，

故选C；

(4)[5]研究电流与电阻的关系时，要控制电压表示数不变，当变阻器的阻值达到最大时，分压最多，定值电阻的最大阻值为，根据电路电流相等的关系：

，

，

解得：，所以电压表的示数控制不变的值应不小于。