Question

小明探究“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选用为0～3V量程，电压表V₂选用为0～15V量程，滑动变阻器R₂上标有“50Ω 1A”的字样．

（1）请根据电路图（甲）用笔画线代替导线连接实物图（乙）．

（2）闭合开关前滑动变阻器的滑片P应放在　　（A/B）端．

（3）闭合开关S，发现电流表A 与电压表V₂的示数为零，电压表V₁的示数不为零，则电路存在的故障是　　．

（4）排除故障后，继续进行实验，记录电流表A 与电压表V₁的示数，得到一组实验数据，如表格（丙）所示．分析表中实验数据可得结论：当导体的阻值不变时，通过导体的电流与其两端电压成　　比．

（5）实验中，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图线，如图（丁）所示，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．

Answer 1

（1）题目已明确了电流表、电压表的量程，只要将电阻、滑动变阻器、开关、电源串联，电压表V₁与电阻并联、电压表V₂与滑动变阻器并联即可．

（2）为保护电路，闭合开关前，滑片应位于最大阻值处，也就是位于B端．

（3）闭合开关，电流表A 与电压表V₂的示数为零，说明与他们串联的电路是断路状态﹣﹣但不可能是滑动变阻器断路（如果滑动变阻器断路，电压表V₂有示数）；电压表V₁有示数，说明与V₁串联的电路是通路，所以电路故障为电阻R₁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）定值电阻的阻值为R₁===10Ω

由丁图知，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===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==0.3A

所以滑动变阻器接入电路电阻为R_最小==10Ω，即滑动变阻器接入电路电阻不能小于10Ω．

故答案为：

（1）实物连接如下图：

（2）B；

（3）电阻R₁断路；

（4）正；

（5）6；10．