Question

16．在“探究一定電壓下，電流與電阻的關系”的實驗中，老師提供的實驗器材有：電源（電壓恒為6Ⅴ），電流表、電壓表各一個，開關一個，四個定值電阻（5Ω、10Ω、15Ω），兩只滑動變阻器（規(guī)格分別為“20Ω2A”、“40Ω1A”），導線若干．
（1）請根據(jù)圖甲的電路圖用筆畫線將圖乙實物圖連接完整（注意電流表的量程選擇）．
（2）小明正確連接電路，閉合開關前，將滑動變阻器的滑片P調節(jié)到B端，這樣做的目的是保護電路．
（3）小明實驗時，在a、b間先接入5Ω的電阻，閉合開關，移動滑片P，使電壓表的示數(shù)為2Ⅴ，并記下相應的電流值；再改接10Ω的電阻，合上開關后，電壓表的示數(shù)將大于2Ⅴ（選填“大于”、“小于”或“等于”）．此時滑片P應向B（選填“A”或“B”）端移動，眼睛應觀察電壓表，小明移動變阻器滑片P的目的是：保持定值電阻兩端電壓為2V不變．
（3）小明為完成用四個定值電阻進行實驗，他應選擇的滑動變阻器規(guī)格是“40Ω1A”．

Answer 1

分析 （1）由電路圖可知，電流表與電阻R串聯(lián)，可根據(jù)電壓表的量程和最小定值電阻的阻值確定電路中的最大電流；然后根據(jù)電流從正接線流入，負接線柱流出將電流表接入電路中．
（2）為保護電路，閉合開關前，將滑動變阻器的滑片P調節(jié)到最大阻值處B端．
（3）將5Ω的電阻換成了10Ω的電阻時，電路中的總電阻變大，電路中的電流減小，滑動變阻器兩端的電壓減小，電壓表的示數(shù)變大；要探究電流和電阻之間關系，必須保持電阻兩端的電壓不變，即與電阻并聯(lián)的電壓表示數(shù)不變，為保證電阻兩端的電壓不變，要通過調節(jié)滑片，使滑動變阻器兩端的電壓變大，從而使電阻兩端的電壓變?yōu)樵瓉淼闹担?br />（4）根據(jù)串聯(lián)分壓特點判斷滑動變阻器的規(guī)格．

解答 解：（1）原圖中已經(jīng)選擇0～3V電壓表，為了電壓表的安全，電阻兩端的電壓不可能大于3V，定值電阻最小5Ω，因此，電流不可能大于0.6A，因此，電流表應選擇0～0.6A量程，如圖：

（2）為保護電路，閉合開關前，將滑動變阻器的滑片P調節(jié)到最大阻值處即B端．
（3）將5Ω的電阻換成了10Ω的電阻時，串聯(lián)電路的總電阻變大，根據(jù)歐姆定律可知電路中電流變小，滑動變阻器分得的電壓變小，電阻分得的電壓變大，大于2V；要探究電流和電阻之間關系，必須保持電阻兩端的電壓不變，即與電阻并聯(lián)的電壓表示數(shù)不變，所以應調節(jié)滑片向B移動，增大滑動變阻器接入電路的電阻，使電壓表的示數(shù)達到2V時，讀取電流表示數(shù)．因此小明移動變阻器滑片P的目的保持定值電阻兩端電壓為2V不變．
（4）當接入15Ω電阻時，電阻兩端的電壓為2V，則滑動變阻器兩端的電壓為4V，根據(jù)串聯(lián)分壓特點可知$\frac{{U}_{1}}{{U}_{2}}$=$\frac{{R}_{1}}{{R}_{2}}$，則$\frac{2V}{4V}$=$\frac{15Ω}{{R}_{滑}}$，解得R_滑=30Ω，故應選擇的滑動變阻器規(guī)格是“40Ω1A”．
故答案為：（1）如圖；（2）保護電路；（3）大于；B；電壓表；保持定值電阻兩端電壓為2V不變；（4）“40Ω1A”．

點評 本題考查了探究電流跟電阻關系的實驗，探究的方法是控制變量法；并且能夠根據(jù)題目數(shù)據(jù)選擇合適的滑動變阻器．