Question

某同学利用图甲所示的电路探究电流与电阻的关系，使用的实验器材有：电压恒为  3V  的电源，电流表、电压表各一个，开关一个，5Ω、10Ω、15Ω、20Ω 的定值电阻各一个，规格为“20Ω  1A”的滑动变阻器一个，导线若干。

(1)该同学接错了一根导线，请你在这根导线上打“×”，并补画出正确的那根导线___；

(2)改正好实物图后，闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移到__________端（选填“最左”或“最右”）。闭合开关后，移动滑片时发现电流表有示数，电压表无示数。则发生故障的原因可能是______。

(3)正确连接电路后，先用 5Ω 的定值电阻进行实验，闭合开关后，移动滑片，此时电流表的示数如图乙所示；接着将5Ω 的电阻换成其他阻值的定值电阻进行实验，每次观察到电压表的示数为______V时，记录电流表的示数。

(4)实验可得到结论为：______，本实验中滑动变阻器的作用除了保护电路外，还有______。

(5)几次实验中记录电表示数时，定值电阻消耗的最大功率为______W，此时滑动变阻器接入电路的阻值为______Ω。

(6)为了得到普遍规律，该同学又用 50Ω 的电阻进行了第 5 次实验，发现实验无法进行下去，为完成第 5次实验，同学们提出了下列解决方案，其它条件不变的情况下，其中正确的有哪些______

A.增大电压表的量程             B.增大电源电压

C.增大最大阻值更大的滑动变阻器 D.增大定值电阻两端被控制的电压

Answer

最左 电阻短路 2 当电阻一定时，导体中电流与其两端电压成正比 保持电阻两端的电压不变 0.8 2.5 C

【解析】

(1)[1]在原电路中，电压表串联在电路中了，电流表与电阻并联了，这是错误的，电压表应并联在电阻两端，电流表应串联在电路中，如下图所示：

(2)[2]合开关前，应将滑动变阻器滑片P置于最大值处；即应将滑动变阻器滑片P置于最左端。

[3]闭闭合开关后，移动滑片时发现电流表有示数，说明电路为通路；电压表无示数，则发生故障的原因可能是与电压表并联的电阻短路了，导致电压表与一根导线并联了。

(3)[4]图中电流表选用小量程，分度值为0.02A，示数为0.4A，根据I＝可得，电压表示数（即电阻两端的电压）

U＝IR＝0.4A5Ω＝2V

因研究电流与电阻关系时，要控制电压表示数不变，故接着将5Ω的电阻换成其他阻值的定值电阻进行实验，每次观察到电压表的示数为2V时，记录电流表的示数。

(4)[5]根据控制变量法可知实验可得到结论为：当电阻一定时，导体中电流与其两端电压成正比。

[6]该实验中滑动变阻器的作用除了保护电路外，其主要作用是保持电阻两端的电压不变。

(5)[7]因电压表示数不变，根据P＝可知，当接入5Ω的最小电阻时，定值电阻消耗的功率最大

PR最大＝＝0.8W

[8]根据串联电路电压的规律，变阻器分得的电压

U滑＝3V﹣2V＝1V

变阻器分得的电压为电阻两端电压的倍，根据分压原理可知，此时变阻器接入电路的阻值为

R滑＝×5Ω＝2.5Ω

(6)[9]用 50Ω 的电阻进行了第 5 次实验，由于保持电阻两点电压为UR＝2V不变，此时电流为

IR＝I′＝＝0.04A

则滑动变阻器需要接入的阻值为

R′＝＝25Ω＞20Ω

即此时滑动变阻器的阻值不能满足要求，故应换用以更大阻值的变阻器，故选C。