在“探究电流与电压的关系”过程中，实验室提供的器材有：电源电压4.5V且不变，小灯泡标有“2.5V 0.3A”，定值电阻R 的阻值 10Ω，滑动变阻器R0上标有“50Ω 1A”字样，学生用双量程电流表和电压表，导线若干：（1）某实验小组经过相互讨论，完成了该实验方案的三次设计．由图1到图2，改进的理由是；由图2到图3，改进的理由是．（2）根据图3实验过程中，如果出现了电流表示数为0，电压表示数接近4.5V，电路发生的故障可能是．

2019-06-24

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在“探究电流与电压的关系”过程中，实验室提供的器材有：电源电压4.5V且不变，小灯泡标有“2.5V 0.3A”，定值电阻R 的阻值 10Ω，滑动变阻器R₀上标有“50Ω 1A”字样，学生用双量程电流表和电压表，导线若干：
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（1）某实验小组经过相互讨论，完成了该实验方案的三次设计．
由图1到图2，改进的理由是___；
由图2到图3，改进的理由是___．
（2）根据图3实验过程中，如果出现了电流表示数为0，电压表示数接近4.5V，电路发生的故障可能是___．
（3）排除故障后，调节滑动变阻器，测出通过电阻R的电流和对应的电压值，如表所示，分析数据后发现表格中电流值与电压值不成正比，检查两电表均无故障，你认为可能的原因是___；

U/V	0.5	1.0	1.5	2.0	2.5	3.0
I/A	0.09	0.14	0.19	0.24	0.29	0.34

（4）在图3所示的电路中，闭合开关S，移动变阻器滑片P到某位置时，发现两电表中某一个表的指针达到满刻度，如图4（a）或（b）所示．此时电流表的示数为___，电压表的示数为___．

优质解答

（1）研究电流与电压的关系，必须保持电阻值一定．小灯泡灯丝电阻受温度影响较大，如果两端电压发生改变，不仅电流发生变化，灯丝阻值也会改变，要保持电阻不变，应该使用定值电阻，所以电路图应由1改到2；为了防止偶然性的发生，一般要进行多次测量，滑动变阻器能改变电路中的电流和电压，从而达到多次测量的目的，所以电路图应由2改到3；
（2）电流表的示数为零说明电路中有断路，再根据电压表的示数判断出电路故障．电压表示数为3V等于电源电压，说明电压表的两个接线柱和电源连接的部分没有断路，所以故障是电阻断路了；
（3）分析表格中数据可知：电流值都去掉0.04A时，电流值与电压值成正比，所以可能的原因是电流表使用前没有校零．
（4）若电流表满刻度，则电路总电阻为R总=

U

I

=

4.5V

0.6A

=7.5Ω<10Ω，故电流表满刻度不可能，应是电压表满刻度，由于电源电压为4.5V，故电压表示数为3V；此时电流表的示数为II=

U

R

=

3V

10Ω

=0.3A．
故答案为：（1））小灯泡灯丝电阻受温度影响较大；可以多次测量求平均值；（2）电阻断路；（3）电流表使用前没有校零；（4）0.3A；3V．（1）研究电流与电压的关系，必须保持电阻值一定．小灯泡灯丝电阻受温度影响较大，如果两端电压发生改变，不仅电流发生变化，灯丝阻值也会改变，要保持电阻不变，应该使用定值电阻，所以电路图应由1改到2；为了防止偶然性的发生，一般要进行多次测量，滑动变阻器能改变电路中的电流和电压，从而达到多次测量的目的，所以电路图应由2改到3；
（2）电流表的示数为零说明电路中有断路，再根据电压表的示数判断出电路故障．电压表示数为3V等于电源电压，说明电压表的两个接线柱和电源连接的部分没有断路，所以故障是电阻断路了；
（3）分析表格中数据可知：电流值都去掉0.04A时，电流值与电压值成正比，所以可能的原因是电流表使用前没有校零．
（4）若电流表满刻度，则电路总电阻为R总=

U

I

=

4.5V

0.6A

=7.5Ω<10Ω，故电流表满刻度不可能，应是电压表满刻度，由于电源电压为4.5V，故电压表示数为3V；此时电流表的示数为II=

U

R

=

3V

10Ω

=0.3A．
故答案为：（1））小灯泡灯丝电阻受温度影响较大；可以多次测量求平均值；（2）电阻断路；（3）电流表使用前没有校零；（4）0.3A；3V．