Question

【題目】用圖甲所示器材和裝置探究通過導體的電流與電阻關系，電源電壓恒為4.5V，定值電阻阻值分別為5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω 和 45Ω，滑動變阻器 R’上標有“15Ω 1A”。

(1)請用筆畫線代替導線將圖甲所示的實物電路連接完整______；

(2)閉合開關前，滑動變阻器的滑片應移至最______（選填“左”或“右”）端，閉合開關后，發現電流表指針無偏轉，電壓表指針有明顯偏轉，原因可能是______；

(3)實驗的部分數據如圖乙所示，其中一次數據由于操作不當出現了錯誤，錯誤的電流值為______A。出現該錯誤是由于忘記調節滑動變阻器保持電壓不變造成的，則在該步錯誤操作之前，接入電路的定值電阻為______Ω；

(4)繼續實驗，當接入電路中的電阻為 45Ω 時，無論怎樣移動滑動變阻器的滑片 P，都無法使電壓表的示數保持不變。利用現有器材，下列操作可繼續完成實驗的有______；

①將 5Ω 電阻串聯接入電路 ②將 10Ω 電阻串聯接入電路

③將 15Ω 電阻串聯接入電路 ④將 20Ω 電阻串聯接入電路

⑤將 25Ω 電阻串聯接入電路

(5)順利完成上述實驗后，小明想利用以上器材測一未知電阻 RX 的阻值（大小約為 250Ω），以下圖丙四種方案中，可以較準確地測出 RX 阻值的是______。（填字母序號）

A.B.C.D.

Answer 1

【答案】 右 電阻R斷路 0.18 10 ②③④ C

【解析】

(1)[1]實驗探究通過導體的電流與電阻關系，定值電阻應與滑動變阻器串聯，實物電路連接完整后如圖所示：

。

(2)[2]閉合開關前，滑動變阻器接入阻值應最大，故其滑片應移至最右端。

[3]閉合開關后，發現電流表指針無偏轉，電壓表指針有明顯偏轉，說明電流表、滑動變被阻器未斷路，原因可能是電阻R斷路，造成電壓表串聯在電路中，電路電流極小。

(3)[4]實驗的部分數據如圖乙所示，實驗應控制定值電阻兩端電壓不變，但當選用20Ω定值電阻時，電路電流記錄值為0.18A，其兩端電壓為

明顯大于其他條件時的3V，故應為錯誤的電流值；此時滑動變阻器接入阻值為

[5]出現該錯誤是由于忘記調節滑動變阻器保持電壓不變造成的，則在該步錯誤操作之前，電路電流為

則接入電路的定值電阻為

(4)[6]繼續實驗，當接入電路中的電阻為45Ω時，根據串聯電路電阻分壓特點，由于滑動變阻器接入的最大阻值為15Ω，所以無論怎樣移動滑動變阻器的滑片P，都無法使電壓表的示數保持在3V；為繼續完成實驗，應串聯一個電阻，其阻值至少應滿足

代入數據，則

即

，

故接入的阻值至少為7.5Ω，最大為22.5Ω，故②③④符合題意。

(5)[7]順利完成上述實驗后，小明想利用以上器材測一未知電阻RX的阻值（大小約為 250Ω），由于滑動變阻器的最大量程為15Ω，根據串聯電路特點，A、B中滑動滑片P過程中，電流表、電壓表的變化范圍很小，不能準確沒出RX的阻值；在C、D中可將滑動變阻器接入最大阻值，首先閉合開關S、S2，斷開S1，此時電壓表示數為U1，即

然后閉合開關S、S1，斷開S2，此時電壓表示數為U2，即

聯立可得

即可求解出RX阻值，且為使結果更加準備，接入的定值電阻應較大，以使電壓表示數發生較明顯變化，故圖丙四種方案中C方案最合適。