Question

19．在探究“電流與電阻關(guān)系”的實驗中提供實驗器材如下：電源（提供的電壓不變，為4.5Ⅴ），電流表、電壓表和開關(guān)各一個，四個定值電阻（5Ω、10Ω、15Ω、20Ω），兩個滑動變阻器（規(guī)格分別為“20Ω，2A”、“50Ω，1A”），導(dǎo)線若干．

（1）根據(jù)圖1的電路圖用筆畫線將圖2實物圖連接完整（注意選擇合理的電流表量程），并將變阻器的滑片調(diào)到最大阻值處．
（2）實驗時在m、n間先接入5Ω的電阻．閉合開關(guān)移動滑片P，使電壓表的示數(shù)為1.5Ⅴ，并記下相應(yīng)電流值．然后只在m、n間換上10Ω的電阻并馬上閉合開關(guān)，電壓表的示數(shù)變?yōu)?.2Ⅴ，此時滑片P應(yīng)向A （選填“A”或“B”）端移動．移動變阻器滑片的目的是：讓變阻器分擔(dān)的電壓變大，使得定值電阻兩端的電壓仍為1.5V不變．
（3）用同一變阻器完成四個定值電阻的實驗，應(yīng)選擇的滑動變阻器規(guī)格是50Ω，1A．
（4）實驗過程中，只在m、n間換上15Ω的電阻并馬上閉合開關(guān)．此時發(fā)現(xiàn)：電壓表的指針沒有偏轉(zhuǎn)，電流表讀數(shù)約為0.22A．若電路中只存在一處故障，則此故障可能是15Ω的定值電阻短路．

Answer 1

分析 （1）由電路圖可知，電流表與電阻R串聯(lián)，可根據(jù)電壓表的量程和最小定值電阻的阻值確定電路中的最大電流；然后根據(jù)電流從正接線流入，負接線柱流出將電流表接入電路中．
（2）探究電流跟電阻的關(guān)系時，要保持電阻兩端的電壓不變，去改變電阻，但當(dāng)電阻增大時，它兩端的電壓也隨之變化，為保證結(jié)論的準(zhǔn)確性，要通過調(diào)節(jié)滑片使電阻兩端的電壓減小為原來的值，根據(jù)串聯(lián)電路的分壓關(guān)系去調(diào)節(jié)即可．
（3）判斷滑動變阻器的使用規(guī)格，同時要考慮滑動變阻器的電阻和允許通過的最大電流．
（4）據(jù)此時電流表和電壓表的示數(shù)變化判斷即可．

解答 解：
（1）由實物圖知，電壓表選擇的是0～3V量程，所以電路中的最大電流I=$\frac{U}{R}$=$\frac{3V}{5Ω}$=0.6A，所以電流表的量程為0～0.6A，故將電流表“0.6A”的接線柱與開關(guān)的右接線柱相連，“-”接線柱與電阻絲的b接線柱相連．如圖所示：

（2）當(dāng)mn兩點間的電阻由5Ω更換為10Ω后，AB間的電壓將增大，該實驗要控制AB間的電壓不變，所以下一步的操作是：讓滑動變阻器分擔(dān)的電壓變大，從而使得定值電阻的電壓仍為1.5V不變，所以只需向左（A）滑動滑片，使滑動變阻器連入的電阻變大（分壓變大），使mn間的電壓減小，直到電壓表的示數(shù)回到原來的示數(shù)為止．
（3）當(dāng)20Ω的電阻接入mn間時，為使電壓表的示數(shù)為1.5V，滑動變阻器接入電路中的阻值是40Ω；若選用規(guī)格為“20Ω，2A”滑動變阻器，無論怎樣移動滑片P，電壓表的示數(shù)始終無法達到1.5V；因此需要選擇“50Ω 1A”的滑動變阻器．
（4）此時電流表有示數(shù)，即表明該電路是通路，而電壓表測量的是定值電阻的電壓，此時電壓表無示數(shù)，即表明可能是由于定值電阻短路造成的．
故答案為：（1）見上圖；（2）A；讓變阻器分擔(dān)的電壓變大，使得定值電阻兩端的電壓仍為1.5V不變；（3）“50Ω，1A”；（4）15Ω的定值電阻短路．

點評 此題為探究“電流與電壓和電阻的關(guān)系”實驗，考查學(xué)生對電路的連接、電路故障的分析、數(shù)據(jù)分析能力、串聯(lián)電路的分壓特點、圖象分析的理解和掌握，綜合性很強，難度很大，中考常見題型．