Question

【题目】如图所示，在“探究通过导体的电流与导体两端的电压的关系”实验中，某小组选用两节新干电池为电源，规格为“20Ω 1A”的滑动变阻器等器材进行实验：

（1）请根据图甲的实物图将图乙的电路图补充完整________；

（2）连接电路时开关应该______．闭合开关，发现电压表无示数，电流表有示数但没超出量程，则产生故障的原因可能是导体电阻______（选填“断路”或“短路”）；

（3）排除故障后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，若电流表的示数如图丙所示，其读数为_____A；

（4）改变滑动变阻器滑片的位置，测得多组对应的电压、电流值，如下表所示，由测得数据可知，当电阻一定时，导体中的电流与电压成正比，导体电阻为______Ω（结果保留一位小数）：

（5）进行实验时，该小组发现：调节滑动变阻器无法使电压表示数为0.5V，为了解决这个问题，可采取的方法是________________________________________________（写出一种即可）

Answer 1

【答案】 断开 短路 0.3 5.0 减小电源电压或串联一个电阻或换用阻值最大的变阻器等

【解析】（1）根据实物图，将电路图补充完整，把电压表与定值电阻并联，如下图所示：

（2）连接电路时开关应该断开；闭合开关，电流表有示数但没超出量程，说明电路为通路，发现电压表无示数则则产生故障的原因可能是导体电阻短路；（3）排除故障后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，若电流表的示数如图丙所示，图中电流表分度值为0.02A，其读数为0.3A；（4）改变滑动变阻器滑片的位置，测得多组对应的电压、电流值，如下表所示，由测得数据可知，当电阻一定时，导体中的电流与电压成正比，根据欧姆定律I=U/I，导体电阻：R=U/I，分别将表中对应的电压与电流代入计算，可得出相应的电阻大小分别为：5Ω、5Ω、4.7Ω5.3Ω、5Ω、5Ω，为减小误差，取平均值做为测量的结果，待测电阻大小：R测=（5Ω+5Ω+4.7Ω+5.3Ω+5Ω+5Ω）/6=5.0Ω；（5）研究电流与电阻的关系时，要控制电压保持不变，进行实验时，该小组发现：调节滑动变阻器无法使电压表示数为0.5V，即电压表示数大于0.5V；说明电源过高，可适当减小电源电压，或在电路中串联一个电阻分压；根据串联电路电压的规律，变阻器至少分去3V﹣0.5V=2.5V的电压时才能达到目的，即变阻器的电压至少为定值电阻的2.5V/0.5V=5倍，由分压原理，变阻器连入电路中的电阻至少为5×5Ω=25Ω，而题中变阻器的最大电阻为20Ω，故应换用最大阻值至少25Ω的变阻器。