小張同學在做“探究導體中電流跟電阻的關係”的實驗中，實驗器材有：學生電源（3V不變）、定值電阻3個（5Ω、10...

問題詳情：

小張同學在做“探究導體中電流跟電阻的關係”的實驗中，實驗器材有：學生電源（3V不變）、定值電阻3個（5Ω、10Ω、20Ω各一隻）、滑動變阻器（20Ω 1A）、開關、導線若干，如圖所示。

（1）請你用筆畫線代替導線，將圖*中的實物電路連接完整。

（2）連接電路前開關應　   　，小張按圖連接好電路後，閉合開關，無論怎樣移動滑動變阻器的滑片，發現電壓表無示數，電流表示數有變化。則故障原因可能是定值電阻R　   　（填“短路”或“斷路”）。

（3）多次更換定值電阻的阻值，實驗數據記錄如表。其中第3次實驗時電流表示數如圖乙所示，其讀數為　   　A．這裏採用的研究方法是　   　（選填“轉換法”或“控制變量法”）。

（4）由表格可得，在定值電阻兩端電壓不變時，通過的電流與電阻成　   　比。

【回答】

（1）如上所示：（2）斷開；短路；（3）0.1；控制變量法；（4）反。

【分析】（1）變阻器按一上一下連入電路中；

（2）連接電路前開關應斷開；逐一分析每個選項，找出符合題意的*；

（3）根據電流表選用的量程確定分度值讀數；

由表中數據，求出電流與電阻之積為一定值分析；

（4）根據電流與電阻之積為一定值得出結論。

【解答】解：

（1）變阻器按一上一下連入電路中與電阻串聯，如下所示：

（2）為保護電路，連接電路前開關應斷開；

若R短路，電壓表沒有示數，電路為變阻器的簡單電路，移動滑動變阻器的滑片，電流表示數有變化，符合題意；

若R斷路，電流表沒有示數，移動滑動變阻器的滑片，電流表示數不變；電壓表串聯在電路中測電源電壓，電壓表有示數，不符合題意；

故障原因可能是定值電阻R短路；

（3）其中第3次實驗時電流表示數如圖乙所示，電流表選用小量程，分度值為0.02A，其讀數為 0.1A；

由表中數據，因UV＝IR＝0.4A×5Ω＝0.2A×10Ω＝0.1A×20Ω＝2V；

故控制電阻的電壓不變，這裏採用的研究方法是控制變量法；

（4）因電流與電阻之積為一定值，故可得：在定值電阻兩端電壓不變時，通過的電流與電阻成反比。

【點評】本題探究導體中電流跟電阻的關係，考查電路連接、注意事項、故障分析、電流表量程、控制變量法和數據分析，要掌握。

知識點：電流與電壓和電阻的關係

題型：實驗,探究題