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【题目】小彬用如图甲所示的实验器材探究“电流与电阻的关系”.电源电压恒为3V,滑动变阻器上标有“20Ω 2A”字样,阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω、50Ω的定值电阻各一个.

(1)请你用笔画线代替导线,把图甲所示的实验电路补充完整__________.

(2)小彬5Ω定值电阻接入电路后,闭合开关,发现电流表有示数而电压表无示数,则电路中的故障可能是________________(写出一种);排除故障后,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片P,使电流表的示数如图乙所示,此时电路中的电流为__________A.

(3)将5Ω定值电阻换成10Ω定值电阻,闭合开关,为了保持__________表的示数不变,应将滑动变阻器的滑片P______(选填“A”或“B”)移动,记录此时各表的示数.

(4)将10Ω定值电阻换成20Ω定值电阻,重复步骤(3).

(5)实验记录的多组数据如下表所示.分析数据可得出结论:当电压一定时,通过导体中的电流与电阻成_______比.

(6)实验结束后,小彬问老师在此实验中能否换用50Ω的定值电阻进行实验?老师指导小彬分析了不能更换的原因.你认为其原因是___________________________.

【答案】 R短路 0.36 电压 A 变阻器阻值太小

【解析】(1)连接实物图时,滑动变阻器一上一下,现已连接下接线柱B,在连接上接线柱C,与定值电阻右端接线柱相连;电压表3V量程接线柱连接定值电阻右端接线柱;开关要处于断开状态,防止连接完最后一根导线,电路接通,烧坏元件;

(2)小彬5Ω定值电阻接入电路后,闭合开关,发现电流表有示数而电压表无示数,则电路中的故障可能是R短路;

排除故障后,闭合开关,电流表的量程是0.6A,分度值为0.02A,读为0.36A;

(3)探究电流与电阻关系的实验条件是: 电阻两端的电压一定;因此将5Ω定值电阻换成10Ω定值电阻,闭合开关,为了保持电压表的示数不变;

根据串联分压规律,定值电阻阻值增大,滑动变阻器阻值也应该增大,才能保证定值电阻两端电压不变。应将滑动变阻器的滑片P向A移动,记录此时各表的示数;

(5)分析数据可得出结论:当电压一定时,通过导体中的电流与电阻成反比;

(6)从实验表格分析,定值电阻两端电压是1.8V不变;如果换用50Ω的定值电阻进行实验,电路中的电流是:

滑动变阻器量端的电压是U’=U-U0=3V-1.8V=1.2V,

则滑动变阻器的电阻为: ;但是电路中给出滑动变阻器阻值最大为20欧姆。阻值太小了,不能进行实验。

考查了探究电流与电阻实验,电路连接,实验电路故障分析,欧姆定律,串联电流电压规律。

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