Question

小明在实验室做“探究电流与电压、电阻的关系”实验。器材有：滑动变阻器、开关、电源(电压恒定)、电流表、电压表各一个，四个定值电阻(5 Ω、10 Ω、15 Ω、20 Ω)，导线若干。

(1)如图甲所示，用笔画线代替导线，将实验电路连接完整，使滑动变阻器接入电路的阻值最大________。

(2)闭合开关，小明发现电压表有示数，电流表无示数，经检查两电表连接完好，则电路中的故障可能为________________________。

(3)排除故障后，闭合开关，将滑片从一端移到另一端的过程中，小明记录的实验数据如下表所示，其中第4次电流表示数如图乙所示，读数为________A。

电阻R/Ω	10
电压U/V	2	3	4	5	6
电流I/A	0.2	0.3	0.4		0.6

①分析表中数据可得：电阻的阻值一定时，____________________________________。

②分析可知，小明使用的电源电压为________V，滑动变阻器的最大阻值为________Ω。

（拓展）小明还想利用上述实验器材探究“电流与电阻的关系”，则需要控制定值电阻两端的电压范围为________V。

Answer

见解析 定值电阻断路 0.5 通过电阻的电流与其两端电压成正比(合理即可) 6 20 3～6

【解析】

(1)要使滑动变阻器接入电路的阻值最大，则应将其左下接线柱连入电路，如答图所示

(2)电流表无示数，电压表有示数，则电路故障为定值电阻断路；(3)电流表选小量程，则读数为0.5 A；①由表中数据可得出：当电阻阻值一定时，通过电阻的电流与电阻两端的电压成正比；②当滑动变阻器接入电路阻值为0时，电路中电流最大，此时电路中只有定值电阻，则电源电压为6 V；当滑动变阻器接入电路阻值最大时，电流最小为0.2 A，此时电路总电阻为R总＝＝＝30 Ω，则滑动变阻器最大阻值为R滑＝R总－R＝30 Ω－10 Ω＝20 Ω。

【拓展】当滑动变阻器接入电路阻值为0时，定值电阻两端电压最大为6 V；当滑动变阻器全部接入电路时，定值电阻两端电压最小，因为电源电压和滑动变阻器的最大阻值一定，所以定值电阻的阻值增大时，定值电阻两端的最小电压会变大，则将20 Ω的定值电阻接入电路时，电压表的最小示数为Umin＝＝＝3 V，将其他3个电阻接入电路时，电压表的示数均能调节至3 V，则需控制定值电阻两端的电压范围为3～6 V。