Question

【題目】實驗小組的同學利用如圖甲所示的電路進行探究，電源電壓恒為9V，電壓表V（量程0~3V、0~15V），電流表A（量程0~0.6A、0~3A）。更換5個不同阻值的定值電阻R，得到如圖乙所示的圖像：

(1)該小組同學所探究的問題是：_______________；

(2)根據圖像五次記錄實驗數據可知，電壓表的示數為_____V，滑動變阻器阻值變化范圍是________；

(3)為保證實驗測量數據的準確性，請寫出斷開開關，將電阻R由5Ω更換為10Ω后，下一步的具體實驗操作__________；

(4)利用圖甲電路還可以測量未知電阻的大小，測量時需要多次實驗，目的是：______________。

Answer 1

【答案】探究電流與電阻的關系 5 4Ω~20Ω 閉合開關，將滑動變阻器的滑片適當向右移動，使電壓表的示數為5V，讀出電流表的讀數 取平均值減小誤差

【解析】

(1)[1]由圖乙可知，通過定值電阻的電流隨其阻值的變化而變化，但電流和電阻的乘積不變，所以該小組同學所探究的問題是：探究電流與電阻的關系。

(2)[2]由圖甲可知，電壓表測量電阻兩端電壓，由圖乙可知，五次記錄實驗數據中，當電阻為5Ω時，電流為1A，電阻兩端電壓為

當電阻為25Ω時，電流為0.2A，電阻兩端電壓為

故電壓表的示數保持不變，為5V。

[3]當R=5Ω時電路中的電流I=1.0A，此時滑動變阻器接入電路中的電阻最小，由可得，此時電路的總電阻為

因串聯電路中總電阻等于各分電阻之和， 所以滑動變阻器接入電路中的最小阻值為

當時電路中的電流，此時滑動變阻器接入電路中的電阻最大，此時電路的總電阻為

則滑動變阻器接入電路中的最大阻值為

所以滑動變阻器阻值變化范圍是4Ω~20Ω

(3)[4]根據串聯分壓原理可知，將定值電阻由5Ω改接成10Ω后的電阻，電阻增大，其分得的電壓增大，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，由分壓原理可知，應增大滑動變阻器連入電路中的電阻，所以下一步應該采取的操作是：閉合開關，將滑動變阻器的滑片適當向右移動，使電壓表的示數為5V，讀出電流表的讀數。

(4)[5]定值電阻阻值不變，多次測量是為了取平均值減小誤差。