Question

【題目】小林利用圖甲所示的電路探究“電流跟電阻的關系”。已知電源電壓為6V且保持不變，定值電阻R的阻值分別為5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω、30Ω，請你解答下列問題：

(1)如圖甲所示，請你用筆畫線代替導線，將圖乙中電路連接完整_____（請勿更改原有導線，導線不得交叉），要求當滑動變阻器的滑片P向右移動時，電路中的電流變大。連接電路時，開關必須_____。

(2)開關閉合之前，他發現電流表指針如圖丙所示，接下來的操作是_____。

(3)完成上述操作后，正確連接好電路，閉合開關后發現電流表沒有示數，移動滑動變阻器的滑片，電壓表示數始終接近電源電壓，則可能是定值電阻發生了_____（選填“短路”或“斷路”）。

(4)實驗中，直接將5Ω的電阻換成10Ω后閉合開關，此時應向_____（選填“左”或“右”）調節滑片位置，目的是為了保證_____。多次換接阻值不同的定值電阻進行實驗后，記下每次電流表的示數，繪制了圖丁所示的電流I隨電阻R變化的圖象。

(5)由圖象進一步分析可知，當電阻R＝12.5Ω時，通過R的電流I＝_____A。

(6)小林發現，將25Ω電阻接入電路進行實驗時，滑動變阻器剛好調到最大值時可完成本次實驗，由此可知滑動變阻器的最大值是_____Ω．當將25Ω換成30Ω電阻后閉合開關，發現無論怎樣移動滑動變阻器的滑片，都無法讓電壓表的示數與前一次實驗的相同，若想繼續完成本次實驗，僅使用現有的器材（導線足夠），為使電壓表的示數與前一次的相同，你的解決辦法是：_____。

Answer 1

【答案】 斷開 電流表調零 斷路 左 定值電阻的電壓不變 0.2 35 在原來的電路中再串聯接入一個10Ω的定值電阻

【解析】

(1)[1][2]根據滑動變阻器的滑片P向右移動時，電路中的電流變大，即電阻變小，故變阻器右下接線柱連入電路中與電阻串聯，如下所示：

，連接電路時，開關必須 斷開；

(2)[3]開關閉合之前，他發現電流表指針如圖丙所示，接下來的操作是電流表調零；

(3)[4]完成上述操作后，正確連接好電路，閉合開關后發現電流表沒有示數，移動滑動變阻器的滑片，電壓表示數始終接近電源電壓，則可能是定值電阻發生了斷路；

(4)[5]根據串聯分壓原理可知，直接將定值電阻由5Ω改接成10Ω的電阻，電阻增大，其分得的電壓增大；

[6]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，根據串聯電路電壓的規律可知應增大滑動變阻器分得的電壓，由分壓原理，應增大滑動變阻器連入電路中的電阻，所以滑片應向左端移動，目的是為了保證定值電阻的電壓不變；

(5)[7]由圖丁知，電阻的電壓：

；

即控制電阻的電壓為2.5V，故當當電阻R＝12.5Ω時，通過R的電流：

；

(6)[8]電阻兩端的電壓始終保持UV＝2.5V，根據串聯電路電壓的規律，變阻器分得的電壓：

；

變阻器分得的電壓為電壓表示數的1.4倍，根據分壓原理，當接入25Ω電阻時，變阻器連入電路中的電阻為：

；

故小林發現，將25Ω電阻接入電路進行實驗時，滑動變阻器剛好調到最大值時可完成本次實驗，由此可知滑動變阻器的最大值是35Ω；

[9]將15Ω電阻換成30Ω電阻后，同理，變阻器的最大電阻至少為：

；

由電阻的串聯，串聯的電阻大小為：

42Ω﹣35Ω＝7Ω；

故可在原來的電路中再串聯接入一個10Ω的定值電阻。