Question

5．某實驗小組的同學在探究歐姆定律時，實驗中選用的定值電阻分別是5Ω、10Ω、15Ω，電源電壓是3V，滑動變阻器的阻值范圍是O～15Ω．

（1）連接實物如圖甲所示電路，其中有一處連線錯誤，請你在連接錯誤的導線上畫“×”，并用筆畫線代替導線改正．
（2）某同學正確連接電路后，閉合開關，移動滑動變阻器滑片，發(fā)現電流表無示數，電壓表有示數，其原因可能是定值電阻斷路．（寫出一種即可）．
（3）若當某同學按電路圖連接好實物后，發(fā)現電流表和電壓表出現如圖乙所示情況，這是因為：
①電流表“+”、“-”接線柱接反了
②電壓表選用了小量程
（4）將電路連接正確后，閉合開關，移動滑動變阻器滑片P，使定值電阻R兩端電壓為2V，電流表示數如圖丙所示，則R的阻值為5Ω．
（5）將5Ω換上10Ω的電阻后，閉合開關，電壓表示數將變大（選填“變大”或“變小”），此時應將滑片P向A（選填“A“或“B”）端移動，使電阻兩端電壓為2V．
（6）在研究電流跟電壓、電阻之間關系的實驗中，小明通過改變電路中的電壓和電阻，分別測得了如下兩組數據：

表1			表2
實驗次序	電阻R=10Ω		實驗次序	電壓U=3V
	電壓/V	電流/A		電阻/Ω	電流/A
1	1	0.1	1	5	0.6
2	2	0.2	2	10	0.3
3	3	0.3	3	15	0.2

分析表1數據，可得到的結論是：當電阻一定時，通過導體電流與其兩端電壓成正比．
分析表2數據，可得到的結論是：當電壓一定時，通過導體的電流與其電阻成反比．

Answer 1

分析 （1）掌握實物電路的連接，特別注意電流表、電壓表和滑動變阻器的接法，電壓表應與電阻并聯；
（2）掌握斷路和短路的區(qū)別：斷路時電路中無電流，用電器不工作，斷開處的電壓等于電源電壓；短路時被短路的用電器不工作，兩端無電壓，但電路中會有電流．
（3）圖乙所示，電流表指針反偏，說明正負接線柱接反了，電壓表指針超出了最大刻度，說明所選量程太��；
（4）根據電流表的量程和分度值讀出示數，利用歐姆定律求出R的阻值；
（5）探究“電流與電阻的關系”時應控制定值電阻兩端的電壓不變，改變電阻的阻值，根據電阻阻值的變化可知電路中總電阻的變化，根據歐姆定律可知電路中電流的變化和滑動變阻器兩端的電壓變化，根據串聯電路的電壓特點可知定值電阻兩端的電壓變化，然后判斷滑片移動的方向；
（6）明確從數據表中在什么量不變的情況下，其它兩量之間的關系．

解答 解：（1）由圖甲可以看出，電壓表與滑動變阻器和定值電阻并聯了，即電壓表測量的是電源電壓，應該并聯在定值電阻兩端，如圖所示：

（2）因為電流表無示數，所以電路發(fā)生了斷路，又電壓表有示數，所以與電壓表并聯的電阻發(fā)生了斷路．
（3）流表指針反偏，說明正負接線柱接反了，電壓表指針超出了最大刻度，說明所選量程太��；
（4）由圖2可知，電流表的量程為0～0.6A，分度值為0.02A，示數為0.4A，R=$\frac{U}{I}=\frac{2V}{0.4A}=5Ω$；
（5）探究“電流與電阻的關系”時應控制電壓表的示數2V不變，換上10Ω的電阻后，電路中的總電阻變大，由I=$\frac{U}{R}$可知，電路中的電流變小，滑動變阻器兩端的電壓變小，因串聯電路中總電壓等于各分電壓之和，所以，電阻兩端的電壓變大，即電壓表的示數變大，要使電壓表的示數不變，滑片應向A端移動，增大接入電路中的電阻，減小電路中的電流，直到電壓表的示數為2V為止；
（6）從表1可看出，當電阻一定時，通過導體電流與其兩端電壓成正比；從表2可看出，當電壓一定時，通過導體的電流與其電阻成反比．
故答案為：（1）見上圖；（2）定值電阻斷路；（3）①電流表“+”、“-”接線柱接反了；②電壓表選用了小量程；（4）5；（5）變大；A；2；（6）當電阻一定時，通過導體電流與其兩端電壓成正比；當電壓一定時，通過導體的電流與其電阻成反比．

點評 本題考查了探究“電流與電阻的關系”的實驗，涉及到實驗的注意事項和電流表的讀數、歐姆定律的應用、電路的動態(tài)分析、電路故障的判斷等，知道本實驗中需要控制定值電阻兩端的電壓不變是關鍵．