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    15．小华同学为了探究“电流与电阻的关系”，设计了如图甲的实验电路，她在学校实验室找来了如下一些实验器材：电压恒为3V的电源，电流表、电压表各一只，一个开关，阻值分别为10Ω，20Ω，50Ω的定值电阻各一个，滑动变阻器上标有“20Ω  1A”字样，导线若干．

    （1）请你用笔画线代替导线，将图乙中的实物连接完整．
    （2）在连接实验电路时，小华应将开关处于断开状态．闭合开关前，应将滑动变阻器滑片滑到最右端（选填“左”或“右”）．
    （3）小华连接好电路，闭合开关后，移动滑变阻器滑片时，发现电流表指针正常偏转，电压表示数为零，则发生这种故障的原因可能是R处发生短路．
    （4）故障排除后，小华先把10Ω的电阻接入电路，移动滑变阻器滑片，使电压表示数为2V，读出电流表示数后，断开开关，她直接拆下10Ω的电阻，改换成阻值为20Ω的电阻继续做实验，闭合开关，电压表示数如图丙所示，其示数是2.4V，要完成这次实验，接下来她应将变阻器滑片向右端（选填“左”或“右”）移动，使电压表的示数为2V．
    （5）当小华改用50Ω的电阻继续实验时，发现无论怎样移动滑动变阻器滑片，都无法使电压表示数达到实验要求的值，你认为“电压表的示数无法达到实验要求的值”的原因可能是（C）
    A．滑动变阻器的阻值太大   B．电压表量程选小了
    C．滑动变阻器的阻值太小   D．滑动变阻器烧坏了
    （6）小华解决了上述问题后，完成了实验．利用收集到的多组数据．作出了如图丁所示的电流I随电阻R变化的关系图象．分析图象得出了电流与电阻的关系是电压一定时，导体中的电流与电阻成反比．

    分析 （1）分析图甲所示电路结构，明确各电路元件的连接方式，然后连接实物电路图．
    （2）连接电路时，开关需处于断开状态；闭合开关前将滑动变阻器的滑片达到最大阻值处，是为了让电路中有较大的电阻，防止电路中电流过大而烧坏用电器．
    （3）电流表指针发生明显偏转说明电路是通路，电压表无示数说明电压表被短路，据此进行解答；
    （4）根据串分压的知识，定值电阻的阻值变大，两端电压变大，要保持其两端电压不变，应增大变阻器的阻值；
    （5）根据滑动变阻器的最大阻值与定值电阻阻值间的关系，由串联电路的分压原理分析电压表不能达到要求的原因．
    （6）分析图丙中图象，曲线上每一点对应的电流和电阻的乘积相等，说明电压一定时，导体中的电流与电阻成反比．

    解答 解：（1）由图甲所示电路图可知，定值电阻R与滑动变阻器串联，电压表与定值电阻并联，电流表串联在电路中，根据电路图连接实物电路图，如图所示．

    （2）在连接电路时开关应处于断开状态，这是为了防止电路中有短路的地方而导致损坏用电器；
    通常在使用前应将电阻值调至最大阻值处的右端；
    （3）如果R发生短路，电路是通路，电流表有示数，电压表指针不偏转，故发生这种故障的原因可能是R处发生短路；
    （4）由图可知，电压表所选量程为0～3V，根据指针位置可知，其示数是2.4V，
    拆下阻值为10Ω的电阻改换成阻值为2OΩ的电阻．闭合开关，电压表的示数会变大，应增大滑动变阻器的阻值，则应将变阻器滑片向右移动，使电压表的示数不变为2V；
    （5）当改用50Ω的电阻时，电路中的电流I=$\frac{U}{R}$=$\frac{2V}{50Ω}$=0.04A
    滑动变阻器的阻值为：R滑=$\frac{{U}_{滑}}{0.04A}$=$\frac{3V-2V}{0.04A}$=25Ω
    无法使电压表的示数达到实验要求的值，可能由于滑动变阻器的最大阻值太小，把滑动变阻器阻值全部接入电路时，滑动变阻器分得的电压还是较小，不能使电阻两端达到要求的值，故选C；
    （6）分析图丁图象，曲线上每点对应的电流和电阻的乘积都等于2.0V，说明电压一直保持在2.0V，此时导体中的电流与电阻成反比．
    故答案为：（1）见上图；（2）断开；右；（3）R处发生短路；（4）2.4；右；2；（5）C；（6）电压一定时，导体中的电流与电阻成反比．

    点评 本题考查了连接实物电路图、实验数据处理、实验操作分析、实验操作改进等问题，实验操作分析及实验改进措施是本题的难点，要根据串联电路的分压原理认真分析，然后提出改进措施．

    练习册系列答案
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    A．ρa=ρb   Fa=FbB．ρa=$\frac{1}{2}$ρb   Fa=$\frac{1}{3}$Fb
    C．ρa=2ρb  Fa=3FbD．ρa=$\frac{1}{3}$ρb  Fa=3Fb

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    科目：初中物理 来源： 题型：解答题

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    科目：初中物理 来源： 题型：选择题

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    科目：初中物理 来源： 题型：选择题

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