Question

11．“探究電流與電阻的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)，如圖甲，電源電壓為15V保持不變，滑動(dòng)變阻器上標(biāo)有“20Ω 3A”字樣，實(shí)驗(yàn)中所用定值電阻的阻值分別為5Ω、10Ω、15Ω、20Ω．

（1）用筆畫線代替導(dǎo)線將圖乙電路連接完整．
（2）小明在a、b間接入5Ω的電阻，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，使電流表的示數(shù)如圖丙所示，此時(shí)電流為1A．?dāng)嚅_開關(guān)，保持滑片的位置不變，用l0Ω的電阻替換5Ω的電阻，閉合開關(guān)，為完成實(shí)驗(yàn)，接下來應(yīng)將滑片向左端移動(dòng)．
（3）斷開開關(guān)，再用15Ω的電阻替換10Ω的電阻繼續(xù)實(shí)驗(yàn)時(shí)，無論怎樣移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片都不能完成實(shí)驗(yàn)，為了能夠繼續(xù)實(shí)驗(yàn)，完成四次探究，小明設(shè)計(jì)了如下兩個(gè)調(diào)整方案，請(qǐng)幫助他填寫完整：
A．如果只調(diào)整a、b兩點(diǎn)間的電壓，他應(yīng)控制a、b間電壓不低于7.5V．
B．如果只更換滑動(dòng)變阻器，則更換的滑動(dòng)變阻器最大阻值不小于40Ω．

Answer 1

分析 （1）掌握滑動(dòng)變阻器的接法，需接一上一下；
（2）根據(jù)電流表正確讀數(shù)方法讀出電路中的電流；根據(jù)串分壓的知識(shí)，判斷出阻值減小時(shí)電壓表示數(shù)的變化，從而判斷出滑動(dòng)變阻器阻值的變化，得出滑片移到的方向；
（3）要探究電流與電阻的關(guān)系，需保持電阻兩端的電壓不變，應(yīng)用串聯(lián)電路特點(diǎn)與歐姆定律分析答題．

解答 解：（1）滑動(dòng)變阻器已接了下面一個(gè)接線柱，應(yīng)再連上面一個(gè)接線柱，如圖所示：

（2）因?yàn)殡妷罕淼氖緮?shù)為額定電壓時(shí)，電流表示數(shù)如圖所示，即1A；
用10Ω的電阻替換5Ω的電阻后，電阻變大，電壓表的示數(shù)變大，為保持其示數(shù)不變，則應(yīng)增大滑動(dòng)變阻器的阻值，使滑片向左移動(dòng)；
（3）A、當(dāng)電阻為20Ω時(shí)，所需滑動(dòng)變阻器的阻值最大，設(shè)為20Ω，則此時(shí)電壓表的示數(shù)為$\frac{15V}{20Ω+20Ω}$×20Ω=7.5V．
B．滑動(dòng)變阻器兩端電壓是定值電阻兩端電壓的2倍，由串聯(lián)電路特點(diǎn)可知，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值是定值電阻阻值的2倍，定值電阻阻值為20Ω時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值應(yīng)為40Ω．
故答案為：（1）見上圖；（2）1；左；（3）A.7.5；B.40．

點(diǎn)評(píng) 此題是探究電流與電阻關(guān)系的實(shí)驗(yàn)，考查了滑動(dòng)變阻器的連接及使用、歐姆定律的應(yīng)用及串分壓的知識(shí)．解決此題的關(guān)鍵是計(jì)算出導(dǎo)體兩端的電壓值．