Question

【題目】小明要探究“通過導體的電流與電阻的關系”，器材有：滑動變阻器、開關、電源（電壓恒定但未知）各一個，電流表、電壓表各一只，四個定值電阻（5Ω、10Ω、15Ω、20Ω），導線若干：

電阻R/Ω	20	15	10
電流I/A	0.20	0.27	0.40

(1)如圖是小明連接的部分實物圖，請你用筆畫線代替導線，將實物連接完整；要求滑片向右移時電流表示數變大；

（________）

(2)小明先后用 20Ω、15Ω、10Ω三個定值電阻進行了實驗，測得數據如表所示，分析實驗數據可得結論：__________。接著又選用了一個 5Ω的電阻進行實驗，結果發現實驗不能正常進行。為完成此次實驗，電路需做出的調整是_________；

(3)在使用定值電阻 20Ω 和 10Ω 進行實驗過程中，讀取數據時，滑動變阻器消耗的電功率之比為_________；

(4)若滑動變阻器規格為“15Ω 1A”，為完成實驗，電源電壓不能高于________V。

Answer 1

【答案】 電壓一定時，電流和電阻成反比 電流表換用大量程 1∶2 7

【解析】

(1)[1]滑動變阻器一上一下接入電路，滑片向右移時電流表示數變大，即滑片向右移時阻值減小，故接右下接線柱；如圖所示：

(2)[2]由表格中數據知，導體兩端的電壓

UR =I1R1=I2R2=I3R3=4V

導體的電阻改變，而電壓不變，由數據可知，電流與電阻的乘積為定值，可得電壓一定時，通過導體的電流與導體的電阻成反比。

[3]電阻兩端的電壓為4V，若選用5Ω多的電阻，則通過電阻的電流應為

I== =0.8A

超過了電流表的量程，所以實驗不能正常進行，應將電流表換用大量程。

(3)[4]根據圖乙可知，當20Ω的電阻接入電路時，電路電流為0.2A；當10Ω電阻接入電路時，電路電流為0.4A；因為定值電阻兩端電壓相等，電源電壓不變，因此滑動變阻器兩端電壓也相等；由P=UI可得，滑動變阻器消耗的電功率之比

P1∶P4=I1∶I4=0.2A∶0.4A=1∶2

滑動變阻器消耗的電功率之比為1∶2。

(4)[5]當電阻為20Ω， 滑動變阻器的最大值為15Ω時，變阻器兩端的電壓應為

U滑∶ UR=R滑∶R=15Ω∶20Ω=3∶4

即

U滑∶4V=3∶4

解得U滑=3V，則電源電壓最大為

U= U滑 UR=3V4V=7V

為完成實驗，電源電壓不能高于7V。