Question

13．小華同學(xué)為了探究“電流與電阻的關(guān)系”，設(shè)計(jì)了如圖甲的實(shí)驗(yàn)電路，她在學(xué)校實(shí)驗(yàn)室找來了如下一些實(shí)驗(yàn)器材：電壓恒為3V的電源，電流表、電壓表各一只，一個(gè)開關(guān)，阻值分別為10Ω，20Ω，50Ω的定值電阻各一個(gè)，滑動(dòng)變阻器上標(biāo)有“20Ω  1A”字樣，導(dǎo)線若干．

（1）小華先把10Ω的電阻接入電路，閉合開關(guān)后，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片時(shí)，使電壓表示數(shù)為2V，讀出電流表示數(shù)；斷開開關(guān)，她直接拆下10Ω的電阻，改換成阻值為20Ω的電阻繼續(xù)做實(shí)驗(yàn)，閉合開關(guān)，電壓表示數(shù)如圖乙所示，其示數(shù)是2.4V，要完成這次實(shí)驗(yàn)，接下來她應(yīng)將變阻器滑片向右端（選填“左”或“右”）移動(dòng)，使電壓表的示數(shù)為2V．
（2）當(dāng)小華改用50Ω的電阻繼續(xù)實(shí)驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)無論怎樣移動(dòng)滑片，都無法使電壓表示數(shù)達(dá)到實(shí)驗(yàn)要求的值，你認(rèn)為“電壓表的示數(shù)無法達(dá)到實(shí)驗(yàn)要求的值”的原因可能是C
A．電源電壓太小                B．電壓表量程選小了
C．滑動(dòng)變阻器的阻值太小   D．滑動(dòng)變阻器燒壞了
（3）小華解決了上述問題后，完成了實(shí)驗(yàn)．作出了如圖丙所示的I-R關(guān)系圖象，則電流與電阻的關(guān)系是：當(dāng)電壓一定時(shí)，通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)電源電壓確定電壓表量程，由電壓表所選用的量程讀數(shù)；
根據(jù)串分壓的知識(shí)，定值電阻的阻值變大，兩端電壓變大，要保持其兩端電壓不變，應(yīng)增大變阻器的阻值；
（2）根據(jù)滑動(dòng)變阻器的最大阻值與定值電阻阻值間的關(guān)系，由串聯(lián)電路的分壓原理分析電壓表不能達(dá)到要求的原因．
（3）分析圖丙中圖象，曲線上每一點(diǎn)對(duì)應(yīng)的電流和電阻的乘積相等，說明電壓一定時(shí)，導(dǎo)體中的電流與電阻成反比．

解答 解：（1）由圖可知，電壓表所選量程為0～3V，根據(jù)指針位置可知，其示數(shù)是2.4V，
拆下阻值為10Ω的電阻改換成阻值為2OΩ的電阻．閉合開關(guān)，電壓表的示數(shù)會(huì)變大，應(yīng)增大滑動(dòng)變阻器的阻值，則應(yīng)將變阻器滑片向右移動(dòng)，使電壓表的示數(shù)不變?yōu)?V；
（2）當(dāng)改用50Ω的電阻時(shí)，電路中的電流I=$\frac{U}{R}=\frac{2V}{50Ω}$=0.04A，
滑動(dòng)變阻器的阻值為：R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{3V-2V}{0.04A}$=25Ω，
無法使電壓表的示數(shù)達(dá)到實(shí)驗(yàn)要求的值，可能由于滑動(dòng)變阻器的最大阻值太小，把滑動(dòng)變阻器阻值全部接入電路時(shí)，滑動(dòng)變阻器分得的電壓還是較小，不能使電阻兩端達(dá)到要求的值，故選C；
（3）分析圖丁圖象，曲線上每點(diǎn)對(duì)應(yīng)的電流和電阻的乘積都等于2.0V，說明電壓一直保持在2.0V，此時(shí)導(dǎo)體中的電流與電阻成反比．
故答案為：（1）2.4；右；2；
（2）C；
（3）電壓一定時(shí)，導(dǎo)體中的電流與電阻成反比．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理、實(shí)驗(yàn)操作分析、實(shí)驗(yàn)操作改進(jìn)等問題，實(shí)驗(yàn)操作分析及實(shí)驗(yàn)改進(jìn)措施是本題的難點(diǎn)，要根據(jù)串聯(lián)電路的分壓原理認(rèn)真分析，然后提出改進(jìn)措施．