Question

【題目】小明想利用如圖甲所示電路“探究電流與電阻的關系”，電源電壓6V，選用的定值電阻的阻值分別為5Ω、15Ω和30Ω，滑動變阻器規格為“25Ω1A”。

（1）如圖乙是根據圖甲連接的實物圖，請在錯誤的導線上打“×”，并用筆畫線代替導線連接正確。

（______）

（2）在連接電路的過程中開關應該_____。

（3）小明排除實物圖的錯誤后，將5Ω電阻接入電路，移動滑動變阻器滑片，使電壓表示數為某預設值，記下電流表示數為0.5A。完成第一次實驗后，在沒有移動滑動變阻器滑片的情況下，小明把5Ω的電阻換成15Ω的電阻后閉合開關，此時電壓表示數將會比預設的電壓值_____（選填“高”或“低”），電流表示數將會比第一次電流0.5A_____（選填“大”或“小”），小明應向_____（選填“左”或“右”）移動變阻器滑片，使_____（選填“電壓表”或“電流表”）示數不變，才能完成這次實驗。

（4）小明繼續實驗，他發現接入30Ω的電阻進行實驗時，不管怎樣移動滑片，都不能使電壓表的示數變為預設的定值。小明利用現有器材解決了上述問題，并完成了實驗。他采取的操作可能是_____（列舉一種方法即可）。

Answer 1

【答案】見解析所示 斷開 高 小 左 電壓表 減少一節干電池

【解析】

(1)[1]原電路中，電阻和電壓表短路了，電阻應與變阻器串聯，電壓表應與電阻并聯，如下改正：

(2)[2]在連接電路的過程中，為保護電路，開關應該斷開；

(3)[3][4]根據串聯分壓原理可知，將定值電阻由5Ω改接成15Ω的電阻，電阻增大，其分得的電壓增大；此時電源電壓不變，總電阻變大，電流表示數將會比第一次電流0.5A小；

[5][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才能完成下一次實驗；

(4)[7]由歐姆定律，電壓表示數：

；

根據串聯電路電壓的規律，變阻器分得的電壓為：6V-2.5V=3.5V，由分壓原理，在接入30Ω的電阻進行實驗時，變阻器連入電路中的電阻至少為42Ω＞25Ω，故不管怎樣移動滑片，都不能使電壓表的示數變為2.5V（大于2.5V），故可減少一節干電池完成實驗。