小林用如圖*所示的實驗器材探究“電流與電阻的關係”．電源電壓恆為3V，滑動變阻器上標有“20Ω，2A”字樣，阻...

問題詳情：

小林用如圖*所示的實驗器材探究“電流與電阻的關係”．電源電壓恆為3V，滑動變阻器上標有“20Ω，2A”字樣，阻值分別為5Ω、10Ω、20Ω、50Ω的定值電阻各一個．

（1）請你用筆畫線代替導線，把圖*所示的實驗電路補充完整．

（2）小彬將5Ω定值電阻接入電路後，閉合開關，調節滑動變阻器的滑片P，使電流表的示數如圖乙所示，此時電路中的電流為　　A．

（3）將5Ω定值電阻換成10Ω定值電阻，閉合開關，為了保持電壓表的示數不變，應將滑動變阻器的滑片P向　　（選填“A”或“B”）移動，記錄此時各表的示數．

（4）將10Ω定值電阻換成20Ω定值電阻，重複步驟（3）．

（5）實驗記錄的多組數據如表所示，分析數據可得出結論：　　．

（6）實驗結束後，小彬問老師在此實驗中能否換用50Ω的定值電阻進行實驗？老師指導小彬分析了不能更換的原因．你認為其原因是　　．

【回答】

【考點】探究電流與電壓、電阻的關係實驗；串聯電路的電壓規律；歐姆定律的應用．

【分析】（1）電壓表與電阻並聯，根據電源電壓確定電壓表量程；滑動變阻器要接一上一下；

（2）根據電流表的量程和分度值讀出電流值；

（3）研究電流與電阻的關係時，應保持電壓表的示數不變，根據串聯電路電壓的規律和分壓原理，判斷滑片的移動方向；

（5）分析表中數據得出電流與電阻的關係；

（6）由歐姆定律求出電壓表的示數，根據串聯電路電壓的規律求出變阻器分得的電壓，由分壓原理求出變阻器連入電路中的阻值大小，結合題中條件回答．

【解答】解：（1）電壓表與電阻並聯，由於電源電壓為3V，所以應選擇0～3V的量程；滑動變阻器已接了下面一個接線柱，可再接上面任意一個接線柱，如圖所示：

（2）由乙圖知，電流表的量程為0～0.6A，分度值為0.02A，示數為0.36A；

（3）將5Ω電阻換成10Ω後，根據 分壓原理，電壓表的示數會變大，因要控制電壓表示數不變，根據串聯電路電壓的規律，變阻器分得更多的電壓，由分壓原理，所以應該增大滑動變阻器的阻值，即應將滑動變阻器的滑片P向A移動，使電壓表仍為原來的示數不變；

（4）分析表中數據知，當電阻變為原來的幾倍，通過的電流變為原來的幾分之一，所以，

電流和電阻的關係為：當電壓一定時，通過導體中的電流與電阻成反比；

（5）由表中數據，根據歐姆定律，電壓表示數U=IR=0.36A×5Ω=1.8V，

當定值電阻為50Ω時，要保持電壓表示數不變，

此時滑動變阻器分去的電壓為U滑=3V﹣1.8V=1.2V，

根據分壓原理，，變阻器連入電路中的阻值R滑=R定=×50Ω=33.3Ω，

即變阻器的最大阻值至少為33.3Ω，

而題中變阻器的規格為“20Ω，2A”，所以滑動變阻器最大阻值太小，

無法保持定值電阻兩端電壓始終為1.8V．

故*為：（1）如圖所示；

（2）0.36；A；

（3）A；

（5）當電壓一定時，通過導體中的電流與電阻成反比；

（6）滑動變阻器最大阻值太小，無法保持電壓表示數為1.8V．

知識點：歐姆定律單元測試

題型：實驗,探究題