Question

（2012?漣水縣一模）在“探究電流跟電阻關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，小明設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路圖如圖甲所示，已知電源電壓恒為3V，滑動變阻器上標(biāo)有“15Ω  1A”字樣．
（1）請用筆畫線代替導(dǎo)線，按電路圖將乙圖所示的實(shí)物電路補(bǔ)充完整；

（2）小明連接完最后一根導(dǎo)線后就發(fā)現(xiàn)電流表有示數(shù)而電壓表無示數(shù)，造成上述現(xiàn)象的原因分別是

連接電路時(shí)，開關(guān)沒有斷開

、

電阻R短路

．
（3）排除故障后，移動滑動變阻器的滑片，使電壓表的示數(shù)為1.5V，讀出并記下電流值；再將5Ω的電阻改接成10Ω的電阻，發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)大于1.5V，于是他下一步的操作是：將滑動變阻器的滑片向

左

（填“左”或“右”）移動，使

電壓表示數(shù)為1.5V

并記下電流值；可當(dāng)他再將10Ω的電阻改接成20Ω的電阻重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)時(shí)，卻發(fā)現(xiàn)無論如何電壓表的示數(shù)總是大于1.5V，其原因是

滑動變阻器的最大阻值較小

．
（4）此實(shí)驗(yàn)得到的結(jié)論是

當(dāng)電壓一定時(shí)，電流與電阻成反比

．

Answer 1

分析：（1）由圖乙可知，電流表、滑動變阻器連接不完整，把電流表、滑動變阻器串聯(lián)接入電路，即可完成電路連接；
（2）連接電路時(shí)，開關(guān)應(yīng)斷開；故障原因可能是電路存在斷路或短路，根據(jù)故障現(xiàn)象分析故障原因；
（3）當(dāng)將電阻由5Ω更換為10Ω后，定值電阻阻值變大，定值電阻分壓變大，滑動變阻器分壓變小，為保證電阻兩端電壓不變，應(yīng)移動滑動變阻器滑片，使滑動變阻器接入電路的阻值變大，使電阻兩端電壓減小；根據(jù)串聯(lián)電路特點(diǎn)及歐姆定律求出，定值電阻為20Ω時(shí)，滑動變阻器接入電路的阻值，根據(jù)該阻值分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象原因．
（4）根據(jù)歐姆定律，可以分析出：在電壓一定時(shí)，電流與電阻間的關(guān)系．

解答：解：（1）電流表、滑動變阻器串聯(lián)接入電路，電路圖如由圖所示．
（2）連接完最后一根導(dǎo)線后發(fā)現(xiàn)電流表有示數(shù)，說明電路是通路，這是由連接電路時(shí)開關(guān)沒有斷開造成的；電壓表無示數(shù)，可能是電壓表之外電路斷路，電壓表與電源兩極不相連接造成的，或與電壓表并聯(lián)的電阻短路造成的，電流表有示數(shù)，說明電路不存在斷路，則電壓表無示數(shù)是由與電壓表并聯(lián)的電阻R短路造成的；
（3）定值電阻由5Ω更換為10Ω后，定值電阻分壓變大，大于原來的電壓1.5V，為保持定值電阻兩端電壓1.5V不變，由電路圖可知，應(yīng)向左移動滑動變阻器滑片，增大滑動變阻器接入電路的阻值，增大滑動變阻器的分壓，使定值電阻兩端電壓減小到原來的值1.5V，保持電阻兩端電壓不變；當(dāng)定值電阻阻值是20Ω時(shí)，電路電流I=

UR

R

=

1.5V

20Ω

=0.075A，滑動變阻器兩端電壓U_滑=U-U_R=3V-1.5V=1.5V，滑動變阻器接入電路的阻值R_滑=

U滑

I

=

1.5V

0.075A

=20Ω＞15Ω，即滑動變阻器接入電路的阻值小于電路需要接入的阻值，所以論如何電壓表的示數(shù)總是大于1.5V；
（4）由歐姆定律：I=

U

R

可知，當(dāng)電壓U一定時(shí)，電流I與電阻R成反比．
故答案為：（1）電路圖如圖所示；（2）連接電路時(shí)開關(guān)沒有斷開；電阻R短路；
（3）左；電壓表示數(shù)為1.5V；滑動變阻器的最大阻值較��；（4）當(dāng)電壓一定時(shí)，電流與電阻成反比．

點(diǎn)評：本題考查了連接實(shí)物電路圖、電路故障分析、滑動變阻器的調(diào)節(jié)、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析、分析實(shí)驗(yàn)結(jié)論等問題，實(shí)驗(yàn)中應(yīng)用了控制變量法；第（3）小題是本題的難點(diǎn)，知道實(shí)驗(yàn)過程中應(yīng)控制定值電阻兩端的電壓不變，分析清楚電路結(jié)構(gòu)、掌握串聯(lián)電路特點(diǎn)是正確解題的基礎(chǔ)與關(guān)鍵．