Question

小红与小刚实验小组在探究“电流与电阻的关系”实验时，选择的实验器材有：电源（电压恒定为3V）、电流表、电压表、开关、电阻箱、滑动变阻器（规格为“20Ω，2A”）和导线若干

（1）图甲是他们设计的实验电路图，小刚根据电路图连接了如图乙的实验电路，小红检查时发现有一根导线连接错误，请你在连接错误的导线上打“×”，用笔划线代替导线正确连接_______（注意：导线不能交叉）。

（2）改正错误后，他们将滑动变阻器阻值调到最大，电阻箱阻值调到5Ω，闭合开关，发现电压表有示数，电流表无示数，造成这一现象的原因可能是______（写出一条即可）；

（3）排除故障后进行实验，得到第一次实验数据如下表，接着他们将电阻箱阻值调到10Ω，闭合开关，调节滑片，直到电压表的示数为______V，此时电流表的示数如图丙所示，读数为______A；

（4）第三次实验，电阻箱接入电阻如图丁所示，读数为______；

（5）分析表中数据得出的结论是：电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成______；

（6）为了验证以上规律的可靠性，可以测量更多组数据，但电阻箱接入电路的阻值不得超过______。

Answer

电阻箱断路（电流表短路） 2 0.2 20 反比 40

【解析】

(1)[1]滑动变阻器左接线柱与电压表正接线柱之间的连线有误，应改接到电压表负接柱，如下图所示：

(2) [2]电流表无示数，电路可能发生断路或短路，电压表有示数，可能电阻箱断路或电流表短路。

(3)[3]由第一次实验数据可得电阻箱两端的电压为

U=IR=0.4A5Ω=2V

因研究电流与电阻的关系时，要控制定值电阻的电压不变，将电阻箱阻值调到10Ω，应调节滑片，直到电压表的示数为2V。

[4]图丙所示电流表使用小量程，分度值为0.02A，示数为0.2A。

(4)[5]如图丁所示，电阻箱的读数为

01000+0100+210+01=20Ω

(5)[6] 由第1、2数据可得

0.4A×5Ω=0.2A10Ω=2V

即电流与电阻的乘积为定值，由此可得出的结论是：电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成反比。

(6)[7]电阻箱两端的电压始终保持UV=2V，根据串联电路电压的规律，变阻器分得的电压

U滑=U−UV=3V−2V=1V

电压表示数为变阻器分得电压的2倍，根据分压原理，当变阻器连入电路的电阻最大时，对应的最大电阻箱电阻

R箱大=2×20Ω=40Ω

即电阻箱接入电路的阻值不得超过40Ω。