Question

17．在“探究电流跟电阻关系”的实验中，小明设计的实验电路图如图甲所示，已知电源电压为可调式电源，实验前先调至3V，滑动变阻器上标有“15Ω 1A”字样，5Ω、10Ω、20Ω的定值电阻各一只．

（1）请用笔画线代替导线，按电路图将图乙所示的实物电路对应补充完整；
（2）小明先接入5Ω的定值电阻，连接完最后一根导线后就发现电流表和电压表都有示数，且一直不太稳定，造成上述现象的原因分别是连接电路时开关未断开、电路中接触不良；
（3）排除故障后，移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为1.5V，读出并记下此时的电流值；断开开关再将阻值为5Ω的电阻改接成阻值为10Ω的电阻，闭合开关后发现电压表示数大于1.5V，于是他下一步的操作是：将滑动变阻器的滑片向左（左/右）移动，使电压表示数为1.5V并记下电流值：可当他再将10Ω的电阻改接成20Ω的电阻重复上述实验时，却发现无论怎样移动滑片，电压表的示数总不能达到1.5V，为了不至于让前两组数据失效，并顺利测出第三组实验数据，小明做了适当调整完成了实验．他进行的调整是将其它定值电阻串联接入电路中：解决该问题后，分析实验数据得到的结论是电压一定时，电流与电阻成反比．

Answer 1

分析 （1）分析图甲所示电路图，明确各电路元件的连接方式，然后连接电路图；
（2）连接电路时开关应该是断开的，否则会出现损坏仪器的现象；
（3）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，使电阻两端电压减小；根据串联电路特点及欧姆定律求出，定值电阻为20Ω时，滑动变阻器接入电路的阻值，根据该阻值分析实验现象原因．

解答 解：（1）由电路图甲可知，滑动变阻器应串联接入电路，且用右半部分电阻线，电压表并联在电阻两端，根据电路图连接实物电路图，如图所示：

（2）连接电路时，开关应该是断开的，连接完最后一根导线后发现两个表的指针发生偏转，并且指针总在晃动，造成上述现象的原因可能是：①连接电路时开关没有断开；②电路中接触不良；
（3）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1.5V，为保持定值电阻两端电压1.5V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值1.5V，保持电阻两端电压不变；
将10Ω的电阻改接成20Ω的电阻重复上述实验时，据串联电路特点可知，电阻变大，电阻两端的电压也变大，无论怎样移动滑片，电压表的示数总不能达到1.5V，说明滑动变阻器的最大阻值偏小，要想继续完成实验，可将其它定值电阻串联接入电路中，达到分压目的；分析实验数据得到的结论是：在电压一定时，电流与电阻间的关系．
故答案为：（1）如图；（2）连接电路时开关未断开；  电路中接触不良；（3）左； 将其它定值电阻串联接入电路中；（4）电压一定时，电流与电阻成反比．

点评 题考查了连接实物电路图、电路故障分析、滑动变阻器的调节、实验现象分析、分析实验结论等问题，实验中应用了控制变量法；第（3）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、掌握串联电路特点是正确解题的基础与关键．