Question

6．小彬用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)器材探究“電流與電阻的關(guān)系”．電源電壓恒為3V，滑動(dòng)變阻器上標(biāo)有“20Ω 2A”字樣，阻值分別為5Ω、10Ω、20Ω的定值電阻各一個(gè)．

（1）小彬5Ω定值電阻接入電路后，閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)電壓表有示數(shù)而電流表無示數(shù)，則電路中的故障可能是R斷路（選填“R短路”或“R斷路”）；排除故障后，閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片P，使電流表的示數(shù)如圖乙所示，此時(shí)電路中的電流為0.36A．
（2）將5Ω定值電阻換成10Ω定值電阻，閉合開關(guān)，為了保持電壓表的示數(shù)不變，應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片P向A（選填“A”或“B”）移動(dòng)，記錄此時(shí)各表的示數(shù)．
（3）將10Ω定值電阻換成20Ω定值電阻，重復(fù)步驟（3）．
（4）實(shí)驗(yàn)記錄的多組數(shù)據(jù)如下表所示．分析數(shù)據(jù)可得出結(jié)論：當(dāng)電壓一定時(shí)，通過導(dǎo)體中的電流與電阻成反比

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	定值電阻（Ω）	電流表示數(shù)（A）
1	5
2	10	0.18
3	20	0.09

（5）小明實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)老師多給他30Ω和40Ω的定值電阻各一個(gè)，其他器材與小彬相同，他想用這五個(gè)電阻做此實(shí)驗(yàn)，為了完成整個(gè)實(shí)驗(yàn)，他應(yīng)控制定值電阻兩端的電壓不小于2V．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)電流表和電壓表有無示數(shù)進(jìn)行分析具體原因；根據(jù)電流表的量程和分度值讀出電流值；
（2）根據(jù)串聯(lián)電路的分壓特點(diǎn)，換接電阻后，應(yīng)保持電壓表的示數(shù)不變；
（4）電流與電阻的關(guān)系：電壓一定，電流與電阻成反比；
（5）根據(jù)定值電阻的最大值和變阻器的最大阻值以及電源電壓，得出定值電阻兩端的最小電壓值．

解答 解：（1）電流表無示數(shù)，說明電路斷路；
電壓表有示數(shù)，說明與電壓表并聯(lián)部分發(fā)生斷路，即定值電阻R斷路；
由乙圖知，電流表的量程為0～0.6A，分度值為0.02A，示數(shù)為0.36A；
（2）將5Ω電阻換成10Ω后，電壓表的示數(shù)會(huì)變大，所以應(yīng)該增大滑動(dòng)變阻器的阻值，即應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片P向A移動(dòng)，使電壓表仍為原來的示數(shù)不變；
（4）由表格中數(shù)據(jù)知，電流與電阻的乘積為定值，可得電流和電阻的關(guān)系為：當(dāng)電壓一定時(shí)，通過導(dǎo)體中的電流與電阻成反比；
（5）定值電阻的最大阻值為40Ω，滑動(dòng)變阻器的最大阻值為20Ω，根據(jù)串分壓的特點(diǎn)：
U：U_滑=R：R_滑，則U：U_滑=40Ω：20Ω=2：1；
則U=$\frac{2}{3}$×3V=2V，可知定值電阻兩端的最小電壓為2V，若再小，則變阻器的阻值會(huì)不能滿足．
故答案為：（1）R斷路；0.36；（2）電壓；A；（4）當(dāng)電壓一定時(shí)，通過導(dǎo)體中的電流與電阻成反比；（5）2．

點(diǎn)評(píng) 本題是探究電流與電阻關(guān)系的實(shí)驗(yàn)，考查了控制變量法的應(yīng)用，電流與電阻的關(guān)系及歐姆定律在串聯(lián)電路中的應(yīng)用，能夠根據(jù)串分壓的知識(shí)判斷滑片的移動(dòng)方向是解決問題的關(guān)鍵．