Question

15．小明用如圖1所示的電路探究電流與電阻的關(guān)系．他有5Ω、10Ω、25Ω的電阻各一只，“25Ω，0.5A”的滑動變阻器一只．

（1）用筆畫導(dǎo)線（圖1）將電路連接完整．
（2）將5Ω的電阻接在電路中，閉合開關(guān)前應(yīng)將滑動變阻器的滑片移到最右（右/左）端．然后，調(diào)節(jié)滑動變阻器使電壓表的示數(shù)如圖所示，則電路中的電流大小為0.2A．
（3）將10Ω電阻接入電路后，與第一次記錄實驗數(shù)據(jù)時相比，必須將滑動變阻器的滑片向B（A/B）移動，使電壓表的示數(shù)保持1V不變．
（4）小華仔細研究數(shù)據(jù)后發(fā)現(xiàn)，如果將25Ω的電阻接入電路后，無論怎么調(diào)節(jié)滑動變阻器，電壓表的示數(shù)都無法達到1V．其原因可能是滑動變阻器的阻值太小．

Answer 1

分析 （1）將電壓表與電阻并聯(lián)，根據(jù)電源電壓確定電壓表的量程；
滑動變阻器串聯(lián)，且要接一上一下；
（2）為保護電路，閉合開關(guān)前，應(yīng)將滑片移至最大阻值處；
根據(jù)I=$\frac{U}{R}$計算出電流的大小；
（3）探究電流與電阻的關(guān)系，應(yīng)保持電阻兩端的電壓不變，根據(jù)串分壓的知識分析電壓表的變化，得出變阻器滑片的移動方向；
（4）根據(jù)串聯(lián)電路的特點，由歐姆定律計算出所需變阻器的最大值，與其規(guī)格比較得出結(jié)論．

解答 解：（1）將電壓表與電阻并聯(lián)，電源由兩節(jié)干電池組成，所以電壓表可選擇0～3V量程；
滑動變阻器與電阻串聯(lián)，已接了下面一個接線柱，可再接上面任意一個接線柱，如圖所示：

（2）滑動變阻器的下面接了左邊的A接線柱，所以閉合開關(guān)前應(yīng)將滑動變阻器的滑片移到最右端，使其阻值最大；
由圖2知，電壓表的量程為0～3V，示數(shù)為1V，則I=$\frac{U}{R}$=$\frac{1V}{5Ω}$=0.2A；
（3）將10Ω電阻接入電路后，電阻兩端的電壓變大，所以此時應(yīng)增大滑動變阻器的阻值，與第一次記錄實驗數(shù)據(jù)時相比，必須將滑動變阻器的滑片向B端滑動，使電壓表的示數(shù)不變，仍為1V；
（4）如果將25Ω的電阻接入電路，若要使電壓表的示數(shù)為1V，則電路中的電流I=$\frac{U′}{R′}$=$\frac{1V}{25Ω}$=0.04A；
則滑動變阻器的阻值應(yīng)為R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{3V-1V}{0.04A}$=50Ω＞25Ω；由于滑動變阻器的阻值太小，所以無論怎么調(diào)節(jié)滑動變阻器，電壓表的示數(shù)都無法達到1V．
故答案為：（1）見上圖；（2）右；0.2；（3）B；1；（4）滑動變阻器的阻值太�。�

點評 本題是探究電流與電阻關(guān)系的實驗，其中需保持電阻兩端的電壓不變，所以滑動變阻器的使用在實驗中尤為重要，關(guān)鍵要掌握串分壓及歐姆定律的應(yīng)用．