Question

【題目】小紅按照圖甲所示的電路探究“通過導體的電流與電阻的關系”。電源電壓恒為3V，電流表量程為“0～0.6A”，電壓表量程為“0～3V”，滑動變阻器規(guī)格為“20Ω1A”，可供選擇的定值電阻若干。

（1）首先，她選擇R＝5Ω的定值電阻接入電路，閉合開關后，移動滑動變阻器的滑片至適當位置，此時電流表的示數(shù)如圖乙所示，則通過定值電阻R的電流為_____A。

（2）接著，她斷開開關，將5Ω的定值電阻更換成10Ω的定值電阻進行實驗，閉合開關后，應將滑動變阻器的滑片向_____（選填“左”或“右”）移動，使電壓表的示數(shù)保持不變，此時電壓表的示數(shù)應為_____V。

（3）為了使實驗結論更可靠，在前述實驗的基礎上，她還需要再多測幾組數(shù)據(jù)，則她能夠選擇的定值電阻R的阻值范圍是_____Ω．（保留兩位小數(shù)）

Answer 1

【答案】0.4 右 2 3.33﹣40

【解析】

根據(jù)歐姆定律分析動態(tài)電路的極值問題及串聯(lián)電路的電壓特點，據(jù)此分析，

（1）電流表的示數(shù)如圖乙所示，電流表選用小量程，分度值為0.02A，則通過定值電阻R的電流為0.4A；

（2）由歐姆定律，第一次實驗的電壓表示數(shù)為：U=IR=0.4A，根據(jù)串聯(lián)分壓原理，將定值電阻由5改接成10的電阻，電阻增大，其分得的電壓增大；

探究電流與電阻的實驗中應控制電壓不變，即應保持電阻兩端的電壓不變，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓的規(guī)律可知應增大滑動變阻器分得的電壓，由分壓原理，增大滑動變阻器連入電路中的電阻，所以滑片應向右移動，使電壓表的示數(shù)為2V。

（3）因電流表的量程為00.6A，滑動變阻器允許通過的最大電流為1A，所以為了保證電路安全，電路中的最大電流為0.6A，此時定值電阻和滑動變阻器接入電路中的電阻最小，根據(jù)歐姆定律可得，此時電路中的定值電阻最小為：R小==3.33，電阻兩端的電壓始終保持UV=2V。根據(jù)串聯(lián)電路電壓規(guī)律，變阻器分得的電壓：U滑=U=3V2V=1V，定值電阻的電壓為變阻器分得的電壓的=2倍，根據(jù)分壓原理，當滑動變阻器的最大電阻為20接入電路中時，定值電阻的最大值為：220=40，故在前述實驗的基礎上，她還需要再多側幾組數(shù)據(jù)，則她能夠選擇的定值電阻R的阻值范圍是3.3340.