Question

小彬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、20Ω、50Ω的定值电阻各一个。

(1)请你用笔画线代替导线，把图甲所示的实验电路补充完整。_____

(2)小彬将5Ω定值电阻接入电路后，闭合开关，发现电流表有示数而电压表无示数，则电路中的故障可能是__________________（写出一种）；排除故障后，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片P，使电流表的示数如图乙所示，此时电路中的电流为____________A。

(3)将5Ω定值电阻换成10Ω定值电阻，闭合开关，为了保持_____________表的示数不变，应将滑动变阻器的滑片P向____________（选填“A”或“B”）移动，记录此时各表的示数。

(4)将10Ω定值电阻换成20Ω定值电阻，重复步骤(3).

(5)实验记录的多组数据如表所示。分析数据可得出结论：______________________________________。

实验次数	定值电阻（Ω）	电流表示数（A）
1	5
2	10	0.18
3	20	0.09

(6)实验结束后，小彬问老师在此实验中能否换用50Ω的定值电阻进行实验？老师指导小彬分析了不能更换的原因。你认为其原因是________。

(7)小彬若要使用上述的四个定值电阻完成四次实验，在现有器材不变的情况下，请你帮小彬设计可行的方案：____________________________________。

Answer

定值电阻R1 短路 0.36 电压 A 当电压一定时，通过导体中的电流与电阻成反比 滑动变阻器最大阻值太小，无法保持电压表示数为1.8V 分别将5Ω、10Ω、20Ω、50Ω的定值电阻接入电路中，通过改变滑动变阻器的阻值，控制电阻两端的电压为2.5V不变，并分别记下电流表的示数，记入表格，分析得出结论

【解析】

(1)[1]根据题意知道，电压表与电阻并联，由于电源电压为3V，所以，应选择0～3V的量程；滑动变阻器已接了下面一个接线柱，可再接上面任意一个接线柱，电路如下图

(2)[2]电流表有示数，电压表无示数，说明与电压表并联部分发生短路，即定值电阻R1 短路。

[3]由乙图知道，电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，示数为0.36A。

(3)[4][5]由控制变量法知道，探究“电流与电阻的关系”时，应保持电阻将两端电压不变，当5Ω电阻换成10Ω后，由串联分压知道，电压表的示数会变大，所以，应该增大滑动变阻器的阻值，即应将滑动变阻器的滑片P向A移动，使电压表仍为原来的示数不变。

(5)[6]分析实验记录的多组数据知道，电流和电阻的关系为：当电压一定时，通过导体中的电流与电阻成反比。

(6)[7]当定值电阻为50Ω时，此时滑动变阻器最大阻值为20Ω，因为 ，即

定值电阻两端最小电压为

无法保持定值电阻两端电压始终为1.8V。

(7)[8]由以上计算知道，当滑动变阻器的阻值最大时，定值电阻两端的电压最小为：

所以，可分别将5Ω、10Ω、20Ω、50Ω的定值电阻接入电路中，通过改变滑动变阻器的阻值，控制电阻两端的电压为2.5V不变，并分别记下电流表的示数，记入表格，分析得出结论。