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，R₁為定值電阻，電流表A 選用0～0.6A量程，電壓表V₁選用為0～3V量程，電壓表V₂選用為0～15V量程，滑動變阻器R₂上標有“50Ω 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）．

（2）閉合開關前滑動變阻器的滑片P應放在　　（A/B）端．

（3）閉合開關S，發現電流表A 與電壓表V₂的示數為零，電壓表V₁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V₁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：當導體的阻值不變時，通過導體的電流與其兩端電壓成　　比．

（5）實驗中，記錄電流表A 與電壓表V₂的示數，得到一組實驗數據，根據實驗數據作出I─U₂圖線，如圖（�。┧�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）題目已明確了電流表、電壓表的量程，只要將電阻、滑動變阻器、開關、電源串聯，電壓表V₁與電阻并聯、電壓表V₂與滑動變阻器并聯即可．

（2）為保護電路，閉合開關前，滑片應位于最大阻值處，也就是位于B端．

（3）閉合開關，電流表A 與電壓表V₂的示數為零，說明與他們串聯的電路是斷路狀態﹣﹣但不可能是滑動變阻器斷路（如果滑動變阻器斷路，電壓表V₂有示數）；電壓表V₁有示數，說明與V₁串聯的電路是通路，所以電路故障為電阻R₁斷路．

（4）由實驗數據可以看出：電壓成倍增大，電流也成倍增大，且兩者增大的倍數相同．所以實驗結論為：在電阻一定時，通過導體的電流與兩端電壓成正比．

（5）定值電阻的阻值為R₁===10Ω

由丁圖知，滑動變阻器兩端電壓為5V時，滑動變阻器接入電路的電阻為R₂===50Ω

所以電源電壓為U=IR=0.1A×（10Ω+50Ω）=6V；

已知電源電壓為6V，所以對電壓表V₂不會造成損害；已知電源電壓和電阻R₁的阻值，可得電路最大電流為0.6A，對電流表也不會造成損害；當電壓表V₁電壓達到3V時，電路電流為I==0.3A

所以滑動變阻器接入電路電阻為R_最小==10Ω，即滑動變阻器接入電路電阻不能小于10Ω．

故答案為：

（1）實物連接如下圖：

（2）B；

（3）電阻R₁斷路；

（4）正；

（5）6；10．