Question

12．在探究“電流與電阻的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)器材：電源（電壓恒為3V），電流表、電壓表各一只，開關(guān)一個(gè)，三個(gè)定值電阻（5Ω、l0Ω、15Ω），兩只滑動(dòng)變阻器（10Ω2A、50Ω1A），導(dǎo)線若干．
（1）小紅將實(shí)物連接成如圖所示電路，其中有一處連線錯(cuò)誤，請(qǐng)你在連接錯(cuò)誤的導(dǎo)線上面畫“x”并改正．
（2）如果不改接這根導(dǎo)線，對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響是：不能測(cè)出定值電阻的電壓．（具體說明是什么影響）
（3）電路連接正確后，小紅先將5Ω的電阻連入電路中，閉合開關(guān)，移動(dòng)滑片，使與電阻并聯(lián)的電壓表的示數(shù)為1.5V，并記下電流值；再分別改接10Ω、15Ω的電阻，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，得到了表中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)．實(shí)驗(yàn)中，小紅多次移動(dòng)變阻器滑片的目的是保持定值電阻兩端電壓不變．

電阻R/Ω	5	10	15
電流I/A	0.30	0.15	0.10

（4）小紅實(shí)驗(yàn)時(shí)選擇的變阻器規(guī)格是50Ω 1A．
（5）實(shí)驗(yàn)中，若保證電壓表的示數(shù)為1.5V不變，將定值電阻R的阻值由10Ω更換為15Ω，為了保持電壓表的示數(shù)不變，應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片向左（選填“左”或“右”）移動(dòng)；當(dāng)定值電阻為15Ω時(shí)，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑應(yīng)接入電路的阻值為15Ω．

Answer 1

分析 （1）電壓表測(cè)變阻器與電阻Rx兩端的總電壓，電壓表的連接出現(xiàn)了問題；
（2）原連接電路電壓表不能測(cè)出定值電阻的電壓；
（3）研究電流與電阻的關(guān)系時(shí)，要保持定值電阻的電壓不變；
（4）根據(jù)15Ω的定值電阻，由分壓原理，求出變阻器連入電路的阻值，確定變阻器的規(guī)格；
（5）結(jié)合（4）的分析，根據(jù)分壓原理，確定變阻器滑片移動(dòng)的方向及求出滑動(dòng)變阻器滑應(yīng)接入電路的阻值大小．

解答 解：（1）電壓表測(cè)的是滑動(dòng)變阻器與R_x兩端的總電壓，即為電源總電壓，顯然與實(shí)驗(yàn)要求不符，電壓表應(yīng)測(cè)定值電阻的電壓，修改后如圖所示；
（2）由（1）的分析，原連接電路測(cè)得是滑動(dòng)變阻器與R_x兩端的電壓，所以不能測(cè)出定值電阻的電壓；
（3）研究電流與電阻的關(guān)系時(shí)，要保持定值電阻的電壓不變，當(dāng)
先將5Ω的電阻連入電路中，閉合開關(guān)，移動(dòng)滑片，使與電阻并聯(lián)的電壓表的示數(shù)為1.5V，再分別改接10Ω、15Ω的電阻時(shí)．根據(jù)分壓原理，當(dāng)換接上大電阻時(shí)，電壓表示數(shù)將大于1.5V，故應(yīng)移動(dòng)變阻器的滑片，使定值電阻兩端的電壓保持不變；
（4）因電源電壓為3V，定值電阻的電壓保持1.5V不變，所以，變阻器應(yīng)分去3V-1.5V=1.5V的電壓，根據(jù)分壓原理，變阻器連入電路的阻值等于定值電阻的大小，因最大定值電阻為15Ω，所以變阻器的最大電阻至少為15Ω，故應(yīng)選用“50Ω 1A”規(guī)格的變阻器；
（5）實(shí)驗(yàn)中，若保證電壓表的示數(shù)為1.5V不變，將定值電阻R的阻值由10Ω更換為15Ω，由（4）的分析知，此時(shí)定值電阻的電壓大于1.5V，為了保持電壓表的示數(shù)不變，應(yīng)增大變阻器分得的電壓，根據(jù)分壓原理，變阻器連入電路中的電阻應(yīng)增大，因變阻器右邊的電阻絲連入電路，所以應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片向左移動(dòng)；
由（4）的分析，當(dāng)定值電阻為15Ω時(shí)，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑應(yīng)接入電路的阻值為15Ω．
故答案為：（1）如上圖所示；
（2）不能測(cè)出定值電阻兩端電壓；
（3）保持定值電阻兩端電壓不變；
（4）50Ω 1A
（5）左；15．

點(diǎn)評(píng) 此題探究電流與電阻的關(guān)系，本題中涉及到了電路的連接、器材的選擇、實(shí)驗(yàn)的操作過程，綜合性較強(qiáng)．