Question

14．實(shí)驗(yàn)加試訓(xùn)練中，李鑫同學(xué)想探究“電流與電壓、電阻的關(guān)系”，設(shè)計(jì)了如圖1甲所示的電路圖．

（1）他根據(jù)圖甲所示的電路圖，正在將圖乙中的元件連成電路，僅剩電源與開(kāi)關(guān)之間的最后一根導(dǎo)線就完成電路連接了．觀察圖乙，請(qǐng)你指出他在連接時(shí)存在的錯(cuò)誤或不當(dāng)之處（至少兩處）：接電路時(shí)開(kāi)關(guān)閉合了、電壓表量程選大了（或滑動(dòng)變阻器都接在上接線柱上了）．
（2）該同學(xué)更正錯(cuò)誤，連接好電路，檢查無(wú)誤后，閉合開(kāi)關(guān)，出現(xiàn)了電流表無(wú)示數(shù)，電壓表示數(shù)接近3V的現(xiàn)象，判斷電路發(fā)生的故障可能是電阻斷路（電阻開(kāi)路）．
（3）排除故障后，閉合開(kāi)關(guān)，當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片從一端滑到另一端時(shí)，電壓表示數(shù)隨電流變化的圖象如圖丙所示，則滑動(dòng)變阻器的最大阻值是10Ω．
（4）李鑫同學(xué)繼續(xù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．在讀取完電流表示數(shù)后，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，拆下阻值為5Ω的電阻改換成阻值為1OΩ的電阻．接下來(lái)他應(yīng)該進(jìn)行下列操作選項(xiàng)中的B．
A．閉合開(kāi)關(guān)，讀出電流表的讀數(shù)
B．閉合開(kāi)關(guān)，將變阻器的滑片適當(dāng)向阻值增大的方向移動(dòng)
C．改變電壓表、電流表的量程
D．閉合開(kāi)關(guān)，將變阻器的滑片適當(dāng)向阻值減小的方向移動(dòng)
（5）在圖2的圖象中，正確表示電阻不變，電流隨電壓變化規(guī)律的圖象是乙．
（6）分析表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，總結(jié)出的結(jié)論是：電壓一定時(shí)，電流跟電阻成反比．

電壓U=2V
次數(shù)	l	2	3
電阻R/Ω	5	l0	20
電流I/A	0.4	0.2	0.1

Answer 1

分析 （1）連接電路過(guò)程中，要特別注意開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，注意電壓表、電流表正負(fù)接線柱的接法及量程的選擇，滑動(dòng)變阻器要注意上下接線柱的接法；
（2）若電流表無(wú)示數(shù)，電壓表接近電源電壓，則可能與電壓表并聯(lián)的電路斷路；
（3）當(dāng)滑動(dòng)變阻器阻值為零時(shí)，電路中的電流最大，可根據(jù)電壓表的示數(shù)判斷出電源電壓；
當(dāng)變阻器的阻值最大時(shí)，電流最小，根據(jù)此時(shí)電壓表的示數(shù)計(jì)算出變阻器兩端的電壓，由公式R=$\frac{U}{I}$便可計(jì)算出電阻的阻值；
（4）根據(jù)串分壓的知識(shí)，定值電阻的阻值變大，兩端電壓變大，要保持其兩端電壓不變，應(yīng)減小變阻器的阻值；
（5）電阻不變，電流與電壓成正比；
（6）分析表格中數(shù)據(jù)，得出電流與電阻的反比例關(guān)系．

解答 解：（1）由圖知，連接電路過(guò)程中，開(kāi)關(guān)閉合了；
電源由2節(jié)干電池組成，電壓表選擇了0～15V的量程，電壓表的量程選擇偏大；
滑動(dòng)變阻器同時(shí)接了上面兩個(gè)接線柱，這樣容易發(fā)生短路現(xiàn)象；
（2）電流表無(wú)示數(shù)，電壓表示數(shù)接近3V的現(xiàn)象，則可能與電壓表并聯(lián)的電阻斷路；
（3）由圖丙知，電流最大時(shí)，變阻器的阻值為零，電阻兩端的電壓等于電源電壓等于3V；
當(dāng)電流最小為0.2A時(shí)，變阻器的阻值最大，此時(shí)電壓表的示數(shù)為1V，則滑動(dòng)變阻器兩端的電壓U_滑=3V-1V=2V；
R_最大=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{2V}{0.2A}$=10Ω；
（4）拆下阻值為5Ω的電阻改換成阻值為1OΩ的電阻．閉合開(kāi)關(guān)，電壓表的示數(shù)會(huì)變大，應(yīng)增大滑動(dòng)變阻器的阻值，使電壓表的示數(shù)不變，B正確；
（5）電阻不變，電流與電壓成正比，所以圖象是一條過(guò)原點(diǎn)的直線，乙正確；
（6）由表格中數(shù)據(jù)知，電壓不變，電流與電阻的乘積為定值，可得電壓不變，電流與電阻成反比．
故答案為：（1）①連接電路時(shí)開(kāi)關(guān)閉合了；②電壓表量程選大了（或滑動(dòng)變阻器都接在上接線柱上了）；（2）電阻斷路（電阻開(kāi)路）；（3）10；（4）B；（5）乙；（6）電壓一定時(shí)，電流跟電阻成反比．

點(diǎn)評(píng) 本題是探究電流與電壓、電阻的關(guān)系實(shí)驗(yàn)，考查了實(shí)物電路的連接、電路故障的分析、電流與電壓、電阻的關(guān)系及歐姆定律在串聯(lián)中的應(yīng)用，考查全面．