Question

16．在探究“電流跟電壓、電阻關(guān)系”的過(guò)程中，某同學(xué)按如圖所示的電路圖連接實(shí)物后，該同學(xué)做如下步驟：
步驟1：保持定值電阻R的阻值不變，閉合開(kāi)關(guān)S后，使R兩端的電壓成倍數(shù)變化，如2V、4V、6V，分別讀出并記錄對(duì)應(yīng)于不同電壓下的電流表示數(shù)，比較每次電流表的示數(shù)是否成整數(shù)倍的變化．
步驟2：保持每次定值電阻兩端電壓保持不變，換用不同的定值電阻，使電阻成整數(shù)倍的變化，如5Ω、10Ω、15Ω，分別讀出并記錄對(duì)應(yīng)于不同阻值的電流表的示數(shù)，比較每次的電阻值與電流值的乘積是否相等．
（1）當(dāng)某同學(xué)在按“步驟2”做時(shí)，選一個(gè)“5Ω”的電阻，測(cè)得電流表示數(shù)為0.2A，當(dāng)換“10Ω”來(lái)做時(shí)，發(fā)現(xiàn)電流表的示數(shù)不是0.1A（不考慮溫度對(duì)電阻的影響），你認(rèn)為電流表的讀數(shù)將會(huì)是大于（填“大于”或“小于”）0.1A，變阻器滑片應(yīng)該向右移動(dòng)（選填“左”、“右”）． 那如果把“5Ω”的電阻換成“10Ω”，該同學(xué)無(wú)論如何移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的劃片，發(fā)現(xiàn)電壓表讀數(shù)都達(dá)不到自己想要的數(shù)值，請(qǐng)你提出一個(gè)建議來(lái)幫助該同學(xué)：換用一個(gè)阻值更大的滑動(dòng)變阻器進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．
（2）閉合開(kāi)關(guān)S后，該同學(xué)發(fā)現(xiàn)電壓表的示數(shù)等于電源電壓值，造成此現(xiàn)象的可能原因是：滑動(dòng)變阻器短路或定值電阻斷路．

Answer 1

分析 （1）由歐姆定律可知，當(dāng)電壓一定時(shí)，電路電流與電阻阻值成反比，探究電流與電阻的關(guān)系，應(yīng)控制電阻兩端電壓不變，電阻阻值由3Ω更換為10Ω后，電阻阻值變大，分壓變大，滑動(dòng)變阻器分壓變小，為保持電阻電壓不變，應(yīng)移動(dòng)滑片，使滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值變大，滑動(dòng)變阻器分壓變大，減小電阻兩端電壓，以便使電阻兩端電壓保持不變，根據(jù)電路圖確定滑片的移動(dòng)方向．
（2）常見(jiàn)電路故障有斷路與短路，根據(jù)電路結(jié)構(gòu)與電路故障現(xiàn)象分析電路故障原因．

解答 解：（1）由歐姆定律I=$\frac{U}{R}$可知，以5歐電阻做實(shí)驗(yàn)時(shí)，電壓是U₁=I₁R₁=0.2A×5Ω=1V；當(dāng)換為10歐電阻時(shí)，10歐電阻兩端電壓增大，大于1V的電壓除以10歐的阻值，故電流表的讀數(shù)將會(huì)大于0.1A，因此當(dāng)換“10Ω”來(lái)做時(shí)，發(fā)現(xiàn)電流表的示數(shù)不是0.1A，電流表的讀數(shù)將會(huì)是大于0.1A．定值電阻由5Ω更換為10Ω后，定值電阻分壓變大，大于原來(lái)的電壓，為保持定值電阻兩端電壓不變，應(yīng)向右移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片，增大滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值，增大滑動(dòng)變阻器的分壓，使定值電阻兩端電壓減小到原來(lái)的值，保持電阻兩端電壓不變；因此為使電流表的讀數(shù)變?yōu)?.1A，變阻器滑片應(yīng)該向右移動(dòng)；把“5Ω”的電阻換成“10Ω”，無(wú)論如何移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，發(fā)現(xiàn)電壓表讀數(shù)都達(dá)不到1V，說(shuō)明滑動(dòng)變阻器的最大阻值偏小，故應(yīng)換用一個(gè)阻值更大的滑動(dòng)變阻器進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．
（2）定值電阻與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，電壓表與定值電阻并聯(lián)，測(cè)定值電阻電壓，如果滑動(dòng)變阻器短路或定值電阻斷路，則電壓表直接接在電源兩端，測(cè)電源電壓，閉合開(kāi)關(guān)，電壓表示數(shù)等于電源電壓．
故答案為：（1）大于；右；換用一個(gè)阻值更大的滑動(dòng)變阻器進(jìn)行實(shí)驗(yàn)；（2）滑動(dòng)變阻器短路或定值電阻斷路．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了滑動(dòng)變阻器的使用和電路故障的分析，電流與電壓和電阻有關(guān)，所以在探究過(guò)程中應(yīng)用到控制變量法．