Question

【題目】小王學習小組在“探究一定電壓下，電流與電阻的關系”的實驗中，老師提供的實驗器材有：電源(電壓恒為4.5Ⅴ)，電流表、電壓表各一個，開關一個，四個定值電阻(5Ω、10Ω、15Ω、20Ω)，兩只滑動變阻器(規格分別為“15Ω2A”“50Ω1A”)，導線若干。實驗電路如圖甲。

（1）請用筆畫線代替導線，將如圖乙中實物連接完整____________。

（2）小王連接電路的過程中，開關應當處于____ ，滑動變阻器的滑片P應移到____端(選填“E”或“F”)。

（3）連接好電路后，小王試閉合開關，發現電流指針幾乎不偏轉，電壓表指針明顯偏轉，則電路故障可能是______。

（4）小王實驗時，在a、b間先接入5Ω的電阻，閉合開關，移動滑片P，電流表示數如圖丙所示，記下相應的電流值；再改接10Ω的電阻，此時滑片P應向____(選填“E”或“F”)端移動，直到電壓表的示數為_____Ⅴ時，記下電流表的示數。

（5）小王要在題③基礎上完成探究活動，她選擇的滑動變阻器規格應是______ 。

Answer 1

【答案】見解析所示 斷開 F R斷路 F 1.5 50Ω1A

【解析】

（1）實驗中滑動變阻器應一上一下串聯接入電路中，電流表串聯在電路中，電壓表和電阻并聯；
（2）為了保護電路，開關要斷開，閉合開關前，滑動變阻器的滑片P應移到最大值處；
（3）根據電流表和電壓表的示數變化情況，從短路或斷路的情況入手進行分析；
（4）要探究電流和電阻之間關系，必須保持電阻兩端的電壓不變，即與電阻并聯的電壓表示數不變，為保證電阻兩端的電壓不變，根據串聯電路的分壓原理分析將5Ω的電阻換成了10Ω的電阻時滑片的移動方向；
（5）根據串聯電路特點和歐姆定律計算變阻器的規格。

（1）滑動變阻器一上一下連接，電壓表的量程選擇0-3V，電壓表和電阻并聯，電流表串聯在電路中，如圖所示：

（2）連接電路的過程中，開關應當處于斷開，為了保護電路，閉合開關前，滑動變阻器的滑片P應移到最大值F端；

（3）小王試閉合開關，發現電流指針幾乎不偏轉，說明電路出現斷路，電壓表指針明顯偏轉，說明電阻R斷路；

（4）在a、b間先接入5Ω的電阻，圖丙中電流表的量程是0-0.6A，分度值是0.02A，電流表的示數是0.3A，電壓表的示數U=IR=0.3A×5Ω=1.5V，探究電流和電阻之間關系，必須保持電阻兩端的電壓不變，根據串聯電路的分壓原理，將5Ω的電阻換成了10Ω的電阻后其電壓將增大，為使其電壓保護1.5V不變，需要增大變阻器分得電壓，故應將滑片F端移動，直到電壓表示數為1.5V為止；

（5）串聯電路中電流處處相等，所以I滑=Iab，由，，當ab間接入20Ω電阻時有：，解得：R滑=40Ω，為了完成實驗應選擇50Ω 1A的滑動變阻器。