Question

2．小宇和同学们在“探究电流与电阻关系”的实验中，所用的器材有：三节新干电池，“5Ω、10Ω、15Ω、20Ω”的电阻各一个，一个标有“20Ω 2A”字样的滑动变阻器，电流表使用0～0.6A的量程，电压表使用0～3V的量程，开关和导线若干．请你和他们一起完成下列实验：
（1）小宇在连接实物电路的过程中，开关要断开；
（2）小宇连成如图所示的电路，他刚要闭合开关，同组的小红提醒他，实物连接有一处错误，请在错误的导线上画“×”，并画出正确的连线；
（3）改正后，小宇正要闭合开关，小红又提醒他，还应校零．
（4）在实验过程中，控制定值电阻两端的电压为2V不变，当小宇用10Ω的定值电阻替换了5Ω的定值电阻后，电压表示数将变大，为保持电压表示数不变，滑动变阻器的滑片应向左移动；
（5）当小宇用20Ω的定值电阻替换了15Ω的定值电阻后，继续进行实验，无论怎样移动滑动变阻器的滑片，电压表的示数都无法降低到2V，原因是滑动变阻器的最大阻值太小．

Answer 1

分析 （1）为防止电路中电流过大，烧坏电路元件，连接电路图时开关应断开；
（2）实验中，电压表应与电阻并联，滑动变阻器按一上一下的原则串联在电路中；
（3）电流表使用前应先观察指针是否指到0刻度线，否则应校零；
（4）当将电阻由5Ω更换为10Ω后，定值电阻阻值变大，定值电阻分压变大，滑动变阻器分压变小，为保证电阻两端电压不变，应移动滑动变阻器滑片，使滑动变阻器接入电路的阻值变大，使定值电阻两端电压保持不变．
（5）根据串联电路中电阻越大分得的电压越大，分析电压表的示数无法降低到2V的原因．

解答 解：（1）使用图甲中所示的电流表时应先校零；为保护电路，连接电路图时开关应断开；
（2）由图2可知，电压表没有只测电阻两端的电压，且滑动变阻器连接错误，正确的如下图所示：

（3）电流表使用前应先观察指针是否指到0刻度线，否则应校零，故改正后，小宇正要闭合开关，小红又提醒他，还应校零；
（4）定值电阻由5Ω更换为10Ω后，定值电阻分压变大，大于原来的电压，即电压表示数变大，为保持定值电阻两端电压不变，由电路图可知，应向左移动滑动变阻器滑片，增大滑动变阻器接入电路的阻值，增大滑动变阻器的分压，使定值电阻两端电压减小到原来的数值，保持定值电阻两端电压一定．
（5）因串联电路中，电阻越大分得的电压越大，所以，电压表的示数无法降低到2V的原因是滑动变阻器的最大阻值太小导致的．
故答案为：（1）断开；（2）见上图；（3）校零；（4）变大；左移动；（5）滑动变阻器的最大阻值太小．

点评 本题考查了连接电路图、滑动变阻器的调节、实验方案的改进等问题，实验中应用了控制变量法，解题时注意该方法的应用．第（4）小题是本题的难点，知道实验过程中应控制定值电阻两端的电压不变，分析清楚电路结构、认真分析实验数据是正确解题的基础与关键．