Question

3．李明和小亮利用如圖（甲）所示的電路探究“電流與電壓、電阻的關(guān)系”．實(shí)驗(yàn)器材有：電源（電壓為4.5V），電流表、電壓表各一個(gè)，開(kāi)關(guān)一個(gè)，四個(gè)定值電阻（5Ω、10Ω、15Ω、20Ω），兩只滑動(dòng)變阻器（規(guī)格分別為“20Ω  2A”、“50Ω  1A”，導(dǎo)線若干．
（1）李明根據(jù)圖（甲）所示電路圖，將圖（乙）中的實(shí)驗(yàn)器材連接成實(shí)驗(yàn)電路，小亮在檢查時(shí)認(rèn)為，從實(shí)驗(yàn)?zāi)康膩?lái)看，實(shí)驗(yàn)電路上有一根導(dǎo)線連接錯(cuò)了，建議李明改線．
①請(qǐng)?jiān)诮渝e(cuò)的那根線上打“×”；
②另畫(huà)一根導(dǎo)線，使電路連接正確；
③如果不改接這根導(dǎo)線，對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響是：不能則出待測(cè)電阻兩端的電壓（或電壓表示數(shù)為電源電壓保持不變）（具體說(shuō)明是什么影響）．

（2）小明糾正錯(cuò)誤后，繼續(xù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，電流與電壓的關(guān)系如圖（丙），說(shuō)明電阻一定時(shí)，電流與電壓成正比．
（3）小明在研究電流與電阻的關(guān)系時(shí)，先將定值電阻5Ω接入電路，測(cè)得電阻兩端電壓為1.5V，并記錄了電流表示數(shù)0.3A．然后將5Ω的電阻換成10Ω，閉合開(kāi)關(guān)后，下一步的操作是：向右（填左、右）調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，保持電壓表示數(shù)不變，小明為完成用四個(gè)定值電阻進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，他應(yīng)選擇的滑動(dòng)變阻器規(guī)格是“50Ω 1A”，他這樣選擇的理由是：當(dāng)定值電阻為20Ω時(shí)，要保持電壓表示數(shù)為1.5V不變，滑動(dòng)變阻器連入電路 中的電阻應(yīng)為40Ω．

Answer 1

分析 （1）①搞清圖乙電壓表連接位置，據(jù)此指出 錯(cuò)誤所在；②電壓表應(yīng)并聯(lián)在定值電阻的兩端；③根據(jù)①作答；
（2）根據(jù)圖丙中I-U圖象為一直線分析；
（3）由分壓原理和串聯(lián)電路電壓的規(guī)律確定滑片移動(dòng)的方向；
根據(jù)控制變量法，應(yīng)保持電壓表示數(shù)不變；
根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律和分壓原理確定變阻器連入電路 中的最小阻值．

解答 解：（1）①②圖乙中電壓并聯(lián)在電源兩端了，連接變阻器的左下接線柱與電壓表的左接線柱之間的連線錯(cuò)誤，應(yīng)將電壓表并聯(lián)在電阻的兩端，改正后，如下圖所示；

③如果不改正，電壓表測(cè)變阻器與定值電阻串聯(lián)的總電壓即電源電壓，不能則出待測(cè)電阻兩端的電壓（或電壓表示數(shù)為電源電壓保持不變）
（2）圖丙是關(guān)于電流I隨電壓U的變化關(guān)系圖象，為一直線，U=IR，說(shuō)明在電阻一定時(shí)，電流與電壓成正比；
（3）在研究電流與電阻的關(guān)系時(shí)應(yīng)保持電壓表示數(shù)不變，即為1.5V，將5Ω的電阻換成10Ω時(shí)，根據(jù)分壓原理，電壓表示數(shù)將增大，為保持電壓表示數(shù)為1.5V，應(yīng)減小電壓表示數(shù)，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，應(yīng)增大變阻器分得的電壓，由分壓原理，變阻器連入電路中的電阻應(yīng)增大，即滑片向右移動(dòng)，直到電壓表示數(shù)為1.5V；
根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，變阻器分得的電壓為4.5V-1.5V=3V，所以變阻器的電壓為定值電阻電壓的$\frac{3V}{1.5V}$=2倍，根據(jù)分壓原理，變阻器連入電阻中的阻值為2×20Ω=40Ω，即滑動(dòng)變阻器的最小阻值為40Ω，所以，應(yīng)選用
“50Ω  1A”的變阻器．
故答案為：（1）①②如上圖所示；③不能則出待測(cè)電阻兩端的電壓（或電壓表示數(shù)為電源電壓保持不變）；
（2）電阻一定時(shí)，電流與電壓成正比；
（3）右；電壓表示數(shù)；“50Ω  1A”；當(dāng)定值電阻為20Ω時(shí)，要保持電壓表示數(shù)為1.5V不變，滑動(dòng)變阻器連入電路中的電阻應(yīng)為40Ω．

點(diǎn)評(píng) 本 題探究電流與電壓、電阻的關(guān)系，考查電路 的連接、控制變量法的運(yùn)用、操作過(guò)程及對(duì)實(shí)驗(yàn)器材的要求，為中考的常見(jiàn)題型，要熟練掌握．