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    7．为探究导体中的电流与电阻的关系，实验室提供的器材有：电压为6V的电源、电流表、电压表、五个定值电阻（阻值分别为8Ω、12Ω、18Ω、24Ω、30Ω）、滑动变阻器（1A 30Ω）、开关、导线若干．
    （1）小华选用8Ω的定值电阻，根据甲图连接实物，将滑动变阻器的滑片移至最左端，闭合开关发现，电压表的指针偏转超过其量程，电流表示数不为零，则以下操作中，最合理的操作是D．
    A．立即将滑动变阻器的滑片移至最右端       B．断开开关，将电压表接入电路的量程改为15V
    C．断开开关，检查定值电阻是否发生断路     D．断开开关，检查滑动变阻器是否发生短路
    （2）排除故障后，小华调节滑动变阻器，使电压表的示数如图乙所示，其值为2.4V，记下此时对应的电流；将定值电阻阻值换为12Ω时，则应将滑动变阻器的滑片向左（“左”、“右”）移动，使电压表保持图乙的值不变，才能完成第二组数据的测量．
    （3）测量第三组数据时，小华换用阻值为30Ω的定值电阻，无论怎样移动滑片，无法完成实验，因为电压表示数总比图乙的示数大（“大”、“小”）．通过分析计算，小华认为若用现有的方案和器材完成实验，接入的定值电阻阻值不得大于20Ω．

    分析 （1）电流表示数不为零，说明电路中无断路现象，电压表的指针偏转超过其量程，说明电阻两端的电压太大，根据各项进行分析；
    （2）确定电压表的量程和分度值，读出电压表的示数，根据串分压的知识判断电阻增大后，电压表的示数变化，从而判断出滑动变阻器阻值的变化；
    （3）计算当电阻为30Ω时，计算出滑动变阻器的最大阻值的最小值，便可得出结论．

    解答 解：（1）将滑动变阻器的触头移至最左端，此时滑动变阻器的阻值应最大，闭合开关时发现电流表示数不为零，则电路中未发生断路，根据分析，滑动变阻器的最大阻值为20Ω，根据串分压的知识，当电阻的阻值为20Ω时，电压表的示数最大，为3V，而电压表的指针偏转超过其量程，则可能是滑动变阻器短路造成的；
    （2）由图乙知，电压表的量程为0～3V，分度值为0.1V，示数为2.4V；
    当将6Ω的电阻换为8Ω时，电阻两端的电压增大，为保持电压表的示数不变，则应增大滑动变阻器的阻值，将滑片向左移动；
    （3）由题意知，当换用30Ω的电阻时，要保持电阻两端的电压2.4V不变，滑动变阻器两端的电压应为U滑=6V-2.4V=3.6V，
    则电路中的电流为：I=$\frac{U}{R}$=$\frac{2.4V}{30Ω}$=0.08A，
    滑动变阻器的阻值为：R滑=$\frac{6V-2.4V}{0.08A}$=45Ω，
    而滑动变阻器的最大阻值为30Ω，由于滑动变阻器的最大阻值太小，把滑动变阻器阻值全部接入电路时，滑动变阻器分得的电压还是较小，定值电阻两端的电压，即电压表的示数大于2.4V，无法使电压表的示数达到实验要求的值；
    当滑动变阻器的阻值最大为30Ω时，电路中的电路I′=$\frac{6V-2.4V}{30Ω}$=0.12A
    此时电阻的阻值为R′=$\frac{U′}{I′}$=$\frac{2.4V}{0.12A}$=20Ω，可得电阻的阻值不能超过20Ω，
    故答案为：（1）D；（2）2.4；左；（3）大；20．

    点评 此题是探究电流与电阻的关系，考查了控制变量法在实验中的应用及电路故障的分析，实验中涉及到了有关串分压的知识及欧姆定律的应用．

    练习册系列答案
    年级 高中课程 年级 初中课程
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    编号物理量计算表达式编号物理量计算表达式
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    15
    26
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