Question

某学习小组同学探究“电流与电阻的关系”的实验，已知电源电压恒为6V，电流表、电压表、四个定值电阻R(分别标有5Ω、10Ω、15Ω、25Ω)。滑动变阻器、导线若干。

(1)连接好电路，检查电路时发现他们连接的图甲中有一根导线连接错误，请在该导线上画“X”，并在图上改正_________(所画的导线不能交叉)；

(2)改正电路后，将滑片移到最_________(选填“左”或“右”)端，闭合开关，发现电流表无示数，电压表示数接近电源电压，则故障可能是电阻R_________(选填“短路”或“断路”)；

(3)图乙是小组根据测得的实验数据所绘制的电流I随电阻R变化的图像，由图像可以得出的结论是__________；

(4)实验时将定值电阻R的阻值由5Ω更换为10Ω时，电压表的示数将_________(选填“变大”“变小”或“不变”)，接下来的操作是将滑动变阻器的滑片向_________(选填“左”或“右”)移动，使电压表的示数达到_________V；

(5)为完成整个实验，滑动变阻器的最大阻值至少为_________Ω。

Answer

右 断路 电压一定时，流过导体的电流与导体的电阻成反比 变大 右 3 25

【解析】

(1)[1]电流表应与定值电阻串联，电压表应与定值电阻并联。故应将开关到定值电阻的导线去掉，从定值电阻的右端连接到电源负极或电压表负极接线柱。如图：

(2)[2]由图可知，滑动变阻器使用左段电阻丝，为保护电路，开关闭合前，应将滑片移到最右端。

[3]闭合开关，发现电流表无示数，则说明电路中存在断路；电压表示数接近电源电压，说明定值电阻断路。

(3)[4]由乙图可知，图像为反比例图像，则说明电压一定时，流过导体的电流与导体的电阻成反比。

(4)[5]将定值电阻R的阻值由5Ω更换为10Ω时，根据分压规律，电压表的示数将变大。

[6][7]在探究电流与电阻关系时，要控制电阻两端的电压不变，所以更换大电阻后，应将其两端电压降回原来电压值。根据分压规律，则应将滑动变阻器阻值调大，即将滑动变阻器滑片向右移动。由乙图图像可知，实验中电阻两端电压为3V，所以接下来的操作是将滑动变阻器的滑片向右移动，使电压表的示数达到3V。

(5)[8]由以上分析可知，更换大阻值电阻后，需要将滑动变阻器阻值也调大。电源电压为6V，定值电阻最大为25Ω，其两端电压为3V，则滑动变阻器两端的电压也要为3V。根据分压规律可知，滑动变阻器的电阻最大也要为25Ω。即为完成整个实验，滑动变阻器的最大阻值至少为25Ω。