Question

小明探究“通過導體的電流與電壓的關系”時，電路圖如圖 (甲) 所示．電源電壓不變，為定值電阻，電流表A 選用0～0.6 A量程，電壓表選用為0～3 V量程，電壓表選用為0～15 V量程，滑動變阻器上標有“50 Ω 1A”的字樣．

（1）請根據電路圖(甲) 用筆畫線代替導線連接實物圖(乙)中電壓表V₂的連接．
（2）如圖 (甲)中閉合開關前滑動變阻器的滑片P應放在　　　　（選填“A”或“B”）端．
（3）閉合開關S，發現電流表A 與電壓表的示數為零，電壓表的示數不為零，則電路存在的故障是　            　  ．
（4）排除故障后，繼續進行實驗，記錄電流表A與電壓表的示數，得到一組實驗數據，如表格(丙) 所示．分析表中實驗數據可得結論：                             ．

（5）實驗中，記錄電流表A 與電壓表的示數，得到一組實驗數據，根據實驗數據作出圖線，如圖(丁)所示，電源電壓是　 　V．在保證實驗器材安全的前提下，滑動變阻器接入電路的阻值不得小于　 　Ω．

Answer 1

（1）如下圖所示：

（2）B；（3）電阻R₁斷路；（4）對于同一導體，通過導體的電流與其兩端電壓成正比（5）6；  10

試題分析：（1）電壓表與滑動變阻器并聯；（2）開關閉合前，滑片應滑至阻值最大位置，即B端；
（3）電壓表有示數，說明電流可從電源正極出發，經滑動變阻器、電壓表、電流表回到電源負極，所以這一回路都沒有故障，是電阻R₁斷路；
（4）從表中數據可以看出，對同一導體，其兩端電壓增大為原來的幾倍，通過它的電流也增大為原來的幾倍，即電流與電壓成正比；
（5）從丁圖可以看出，當 時，，；
當時 ，
由于電源電壓不變，所以，解得：
當滑動變阻器接入電路的阻值最小時，電流表和電壓表示數最大，電壓表的示數最小，所以只需考慮電流表和電壓表不被燒壞即可。
為了保證電流表不燒壞，電路中的電流不能超過0.6A，此時電路中的總電阻為，而，所以當滑動變阻器接入電路的阻值為0時，電流表的示數最大，即不管滑片如何滑動，電流表都不會被燒壞；為了保證電壓表不被燒壞，其示數不能超過3V，即，，
 ，所以滑動變阻器接入電路的阻值不能小于。