Question

小刚探究“通过导体的电流与电压的关系”时，电路图如图甲所示．电源电压不变，R1为定值电阻，电流表A 选

小刚探究“通过导体的电流与电压的关系”时，电路图如图甲所示．电源电压不变，R1为定值电阻，电流表A 选用0～0.6A量程，电压表V1选用0～3V量程，电压表V2选用0～15V量程，滑动变阻器R2上标有“50Ω 1A”的字样．（1）请根据图甲，用笔画线代替导线将图乙所示的实验电路连接完整．（2）闭合开关前滑动变阻器的滑片P应放在______（选填“A”或“B”）端．（3）闭合开关S，发现电流表A 与电压表V1的示数为零，电压表V2的示数不为零，则电路存在的故障是______．（4）排除故障后，小刚继续进行实验，移动滑动变阻器的滑片P，记录电流表A 与电压表V1的示数，得到一组实验数据，如表所示．分析表中实验数据可得结论：当______一定时，通过导体的电流与导体两端电压成______比．序号电压表V1的示数U1/V电流表A的示数I/A11.00.122.00.233.00.3（5）实验中，小刚记录电流表A与电压表V2的示数，得到一组实验数据，根据实验数据作出I─U2图象，如图丙所示，则电源电压是______V．在保证实验器材安全的前提下，滑动变阻器接入电路的阻值不得小于______Ω．（6）将R换作额定电压为2.5V的小灯泡L，调节滑动变阻器的滑片P，当小灯泡正常工作时电流表示数如图丁所示，则通过小灯泡的电流是______A，它正常工作时的电阻为______Ω．

Answer 1

（1）电流表的量程选择0～0.6A；将滑动变阻器与定值电阻、电流表串联，注意滑动变阻器按“一上一下”的原则接线；实物连接如下：

（2）为保护电路，闭合开关前，滑片应位于最大阻值处，即滑片位于B端．
（3）闭合开关，电流表A 与电压表V₁的示数为零，说明与他们串联的电路是断路状态--但不可能是定值电阻断路（如果定值电阻断路，电压表V₁有示数）；电压表V₂有示数，说明与V₂串联的电路是通路，所以电路故障为电阻R₂断路．
（4）由实验数据可以看出：电压成倍增大，电流也成倍增大，且两者增大的倍数相同．所以实验结论为：在电阻一定时，通过导体的电流与两端电压成正比．
（5）由I=

U

R

可知，定值电阻的阻值为R₁=

U1

I1

=

1V

0.1A

=10Ω，
由丙图知，滑动变阻器两端电压为5V时，滑动变阻器接入电路的电阻为R₂=

U2

I2

=

5V

0.1A

=50Ω，所以电源电压为U=IR=0.1A×（10Ω+50Ω）=6V；
已知电源电压为6V，所以对电压表V₂不会造成损害；已知电源电压和电阻R₁的阻值，可得电路最大电流为0.6A，对电流表也不会造成损害；
当电压表V₁电压达到3V时，电路电流为I=

3V

10Ω

=0.3A，所以滑动变阻器接入电路电阻为R_最小=

6V?3V

0.3A

=10Ω，即滑动变阻器接入电路电阻不能小于10Ω．
（6）根据图丁可知，电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，示数为0.3A；
由I=

U

R

可知，灯泡正常发光的电阻：R=

U

I

=

2.5V

0.3A

≈8.33Ω．
故答案为：（2）断开；B；（3）电阻R₁短路；（4）正比；（5）6；10；（6）8.33．