Question

15．“探究電流與電阻的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)，已知電源電壓恒為4.5V，滑動(dòng)變阻器規(guī)格為“20Ω 1A”，可供選擇的定值電阻的阻值為5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω和30Ω．

（1）某同學(xué)連接的實(shí)物電路如圖甲所示，其中一根導(dǎo)線連接是錯(cuò)誤的，請(qǐng)?jiān)趫D中將這根線打上“×”，并補(bǔ)畫出正確的連線．
（2）閉合開關(guān)前，電流表指針如圖乙所示，對(duì)電流表的操作應(yīng)該是調(diào)零．
（3）電路連接正確后，先用5Ω的定值電阻進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，閉合開關(guān)后，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，此時(shí)電流表的示數(shù)如圖丙所示，則電路中的電流為0.4A；再將5Ω的定值電阻換成10Ω定值電阻進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，移動(dòng)滑片直至電壓表示數(shù)為2V，并記錄電流表的示數(shù)．
（4）該同學(xué)還想多測(cè)幾組數(shù)據(jù)，但他不能選用的定值電阻是20Ω、25Ω、30Ω．

Answer 1

分析 （1）實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，應(yīng)注意將電壓表與電阻并聯(lián)，變阻器串聯(lián)在電路中；
（2）在使用電流表或電壓表之前要注意調(diào)零；
（3）確定電流表的量程和分度值，讀出電流表的示數(shù)；探究電流與電阻的關(guān)系，需保持電阻兩端的電壓不變，根據(jù)U=IR可計(jì)算出電阻兩端的電壓值；
（4）定值電阻的阻值越大，所需變阻器的阻值越大，可根據(jù)變阻器的最大阻值計(jì)算出可接入的最大阻值．

解答 解：（1）由圖甲知，變阻器與電阻并聯(lián)，且電壓表串聯(lián)在電路中了，應(yīng)將電壓表與電阻并聯(lián)，可將電阻右側(cè)的導(dǎo)線接在電壓表的負(fù)接線柱上，如圖所示：

（2）由圖乙知，未連接電路，電流表指針未指零，所以應(yīng)該給電流表進(jìn)行調(diào)零；
（3）由圖丙知，電流表的量程為0～0.6A，示數(shù)為0.4A；電阻兩端的電壓為U=IR=0.4A×5Ω=2V，將5Ω的定值電阻換成10Ω定值電阻進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，應(yīng)保持電阻兩端的電壓為2V不變，所以應(yīng)移動(dòng)滑片直至電壓表示數(shù)為2V；
（4）由以上分析知，實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)保持定值電阻兩端的電壓為2V不變，變阻器的最大阻值為20Ω，電路中的最小電流應(yīng)為I=$\frac{{U}_{滑}}{{R}_{滑}}$=$\frac{4.5V-2V}{20Ω}$=0.125A；
則允許接的最大電阻值為：R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2V}{0.125A}$=16Ω，20Ω、25Ω和30Ω均大于16Ω，所以不可以使用．
故答案為：（1）如上圖；（2）調(diào)零；（3）0.4；2；（4）20Ω、25Ω、30Ω．

點(diǎn)評(píng) 探究電流與電阻的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中，要注意保持電阻兩端的電壓不變，本題考查了電路的連接、電流表的讀數(shù)及定值電阻的選擇，（3）是該題的難點(diǎn)，關(guān)鍵要注意電阻的阻值越大，所需變阻器的阻值越大．