Question

在“探究导体中电流跟电阻的关系”的实验中，实验器材有学生电源（4 V不变），电流表（0~0.6 A）、电压表、定值电阻三只（5 Ω、10 Ω、20 Ω各一只），滑动变阻器M、N的规格分别为：“10 Ω 2 A”、“20 Ω 1 A”，开关、导线若干。

(1)请你用笔画线代替导线，将图中的实物电路连接完整，要求滑片P向B端移动时电路中电流变大。

（__________）

注意：连接电路的过程中开关应始终________；

(2)实验过程中，使用不同定值电阻进行探究时，调节滑动变阻器的阻值，要控制________保持不变；

(3)某次实验中，闭合开关时，电流表示数几乎为零，电压表示数为4 V，调节滑动变阻器的阻值，两电表示数均无明显变化，电路故障原因可能是________；

(4)排除故障后，更换不同定值电阻进行实验，记录实验数据如表：

实验次数	1	2	3
电阻/Ω	5	10	20
电流/A	0.40	0.20	0.10

分析表中数据可得到的结论是：____；由数据可知应选择滑动变阻器_____；（填“M”或者“N”）

(5)为使三个电阻都进行实验，则电阻R的控制电压的范围是________V。

Answer

断开 导体R两端的电压 电阻R断路 当电压一定时，电流和电阻成反比 N 2~3

【解析】

(1)使滑动变阻器与定值电阻串联，滑片P向B端移动时电路中电流变大，说明滑动变阻器接入电路的阻值减小，故将B接线柱接入电路；在连接电路过程中，为保护电路，开关要处于断开状态。

(2)要探究电流与电阻的关系，运用控制变量法。

(3)无论怎样移动滑动变阻器的滑片，电流表的示数为零，说明电路出现断路，并且断路在电压表两接线柱之间。

(4)研究电流跟电阻关系时，控制电压不变，分析电流和电阻的变化关系得出结论；根据表格中数据，用公式计算出导体两端的电压；根据串分压的知识，当定值电阻的阻值最大时，所需的滑动变阻器的阻值也最大，结合欧姆定律的知识计算得出。

(5)根据电流表量程确定电路中的最大电流，根据欧姆定律求电路中的最小电阻和定值电阻的电压；根据串联电路电压的规律和分压原理确定当最大电阻连入电路时，控制电压表不变的示数。

(1)[1]将滑动变阻器的B接线柱与定值电阻的右接线柱相连，如下图所示：

[2]连接电路的过程中，为保护电路，开关应处于断开状态。

(2)[3]导体中电流跟电阻和电阻两端电压有关，所以实验中要使用控制变量法，即控制导体R两端的电压保持不变。

(3)[4]闭合开关，无论怎样移动滑片，且电压表始终为4V，电流表示数为零，说明电压表串联在了电路中，电流太小电流表显示不出来，则故障的原因可能是R断路。

(4)[5]研究电流跟电阻之间的关系，电流的变化倍数与电阻变化倍数的倒数相等，故可得结论：在电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。

[6]电压表的示数保持不变，由表格中数据知

根据串分压的知识，当定值电阻的阻值最大为25Ω时，所需滑动变阻器的阻值最大，此时电路中电流为0.08A，则滑动变阻器接入的阻值为

因此选择滑动变阻器N。

(5)[7]由题可知，电流表量程为0~0.6A，故电路中最大电流为0.6A；由可得，电路中的最小电阻，此时定值电阻为R1=5Ω，则定值电阻的最大电压

根据串联电路电压的规律可得

------①，

因为电源电压、电压表示数不变，所以左边为定值，右边也为定值，当取最大的定值电阻R3=20Ω，变阻器连入电路中的电阻最大为R滑=20Ω时，代入①式得：

解得U表=2V，故为了使三个电阻都进行实验，定值电阻两端的控制电压的范围是2∼3V。