Question

19．小明在做“探究電流與電阻關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，選擇了兩節(jié)蓄電池（電壓共6V）、阻值分別為5Ω、10Ω、15Ω的定值電阻R₁、R₂、R₃，最大阻值為20Ω的滑動(dòng)變阻器R及其他有關(guān)器材．
（1）小明連接的電路如圖所示，其中有一個(gè)元件連接錯(cuò)誤，請(qǐng)?jiān)趯?shí)物圖中的錯(cuò)誤連線上打“×”，并將正確的連線畫(huà)在圖中．
（2）電路連接正確后，小明測(cè)量出定值電阻R₁兩端電壓為2V時(shí)的電流值，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，將電阻R₁取下，換成R₂時(shí)，為了保證定值電阻R₂兩端的電壓也是2V，應(yīng)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片使其阻值增大．（選填“增大”或“減小”）
（3）小明發(fā)現(xiàn)當(dāng)換接 R₃時(shí)，無(wú)論如何滑線變阻器都不能使R₃兩端的電壓達(dá)到2V，原因可能是滑動(dòng)變阻器的最大阻值選小了．
（4）小明根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)出的兩組數(shù)據(jù)，得出了實(shí)驗(yàn)結(jié)論，你認(rèn)為是否合適，說(shuō)出你的理由：不合適，僅僅有兩組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，無(wú)法得出普遍的規(guī)律．

Answer 1

分析 （1）由電路圖可知，滑動(dòng)變阻器同時(shí)接下面兩個(gè)接線柱，滑動(dòng)變阻器連接錯(cuò)誤，應(yīng)改為接一上一下兩個(gè)接線柱．
（2）在探究電流跟電阻的關(guān)系時(shí)，應(yīng)移動(dòng)滑片，保持電阻兩端的電壓不變；故據(jù)歐姆定律分析即可判斷；
（3）滑動(dòng)變阻器與電阻R₃串聯(lián)，電源電壓一定，由串聯(lián)電路特點(diǎn)知，滑動(dòng)變阻器電壓越大，電阻兩端電壓越小，電壓表示數(shù)越��；現(xiàn)在無(wú)論如何調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器都不能使R₃兩端電壓達(dá)到2V，可能是因?yàn)榛瑒?dòng)變阻器分壓太小造成的，根據(jù)題意由歐姆定律及串聯(lián)電路特點(diǎn)求出滑動(dòng)變阻器全部接入電路時(shí)，求出電阻R₃兩端的電壓，找出原因．
（4）從實(shí)驗(yàn)結(jié)論的普遍性的角度分析即可判斷．

解答 解：（1）由電路圖可知，滑動(dòng)變阻器同時(shí)接下面兩個(gè)接線柱，滑動(dòng)變阻器連接錯(cuò)誤，應(yīng)改為接一上一下兩個(gè)接線柱，電路圖如圖所示

（2）電路連接正確后，小明測(cè)量出定值電阻R₁兩端電壓為2V時(shí)的電流值，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，將電阻R₁取下，換成R₂時(shí)，即此時(shí)的電阻變大，在滑片不動(dòng)的情況下，定值電阻分擔(dān)的電壓變大，故會(huì)大于2V，而此實(shí)驗(yàn)中要求定值電阻兩端的電壓保持不變，所以應(yīng)該讓變阻器分擔(dān)的電壓變大，故應(yīng)移動(dòng)滑片，讓變阻器的有效電阻變大，從而分擔(dān)的電壓變多，使得定值電阻兩端的電壓變�。�
（3）由題意知，實(shí)驗(yàn)所用定值電阻與滑動(dòng)變阻器的最大阻值均為20Ω，電源電壓為6V，定值電阻與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，滑動(dòng)變阻器阻值全部接入電路時(shí)，定值電阻兩端電壓最小，此時(shí)電路的電流是：
I=$\frac{U}{R}$=$\frac{6V}{20Ω+15Ω}$≈0.17A
此時(shí)定值電阻的電壓是：
U=IR=0.17A×15Ω=2.5V；所以此時(shí)定值電阻兩端電壓最小是2.5V，故無(wú)論如何滑線變阻器都不能使R₃兩端的電壓達(dá)到2V，這是由于滑動(dòng)變阻器的最大電阻太小的緣故．
（4）從實(shí)驗(yàn)結(jié)論的普遍性的角度分析，該實(shí)驗(yàn)過(guò)程不是很合適的，這是由于僅僅有兩組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，實(shí)驗(yàn)次數(shù)太少，所得實(shí)驗(yàn)結(jié)論不具有普遍性．
故答案為：（1）見(jiàn)上圖；（2）增大；（3）滑動(dòng)變阻器的最大阻值選小了；（4）不合適，僅僅有兩組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，無(wú)法得出普遍的規(guī)律．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)、電路連接錯(cuò)誤分析與改正、電路分析等問(wèn)題；要注意滑動(dòng)變阻器在電路中的接法，滑動(dòng)變阻器不能同時(shí)只接上面兩個(gè)或下面兩個(gè)接線柱，應(yīng)接一上一下兩個(gè)接線柱．