Question

2．圖甲是某同學探究電流與電阻的關系的實驗電路．己知電源電壓恒為4.5V，滑動變阻器規(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）該同學根據(jù)圖甲連接的實物電路如圖乙所示，其中一根導線連接是錯誤的，請在圖乙中將這根線打上“×”，并補畫出正確的連線．
（2）電路連接正確后，先用5Ω的定值電阻進行實驗，閉合開關后，移動滑動變阻器的滑片，此時電流表的示數(shù)0.4A；再將5Ω的定值電阻換成10Ω定值電阻進行實驗，移動滑片直至電壓表示數(shù)為2V，并記錄電流表的示數(shù)．
（3）該同學還想多測一組數(shù)據(jù)，但他不能選用的定值電阻有20Ω、25Ω和30Ω．

Answer 1

分析 （1）實驗過程中，應注意將電壓表與電阻并聯(lián)，變阻器串聯(lián)在電路中；
（2）探究電流與電阻的關系，需保持電阻兩端的電壓不變，根據(jù)U=IR可計算出電阻兩端的電壓值；
（3）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算出可接入的最大阻值．

解答 解：（1）由圖知，變阻器與電阻并聯(lián)，且電壓表串聯(lián)在電路中了，應將電壓表與電阻并聯(lián)，可將電阻右側的導線接在電壓表的負接線柱上，如圖所示：

（2）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定值電阻進行實驗，應保持電阻兩端的電壓為2V不變，所以應移動滑片直至電壓表示數(shù)為2V；
（3）由以上分析知，實驗中，應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，電路中的電流應為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）見上圖；（2）2；（3）20Ω、25Ω和30Ω．

點評 探究電流與電阻的關系的實驗中，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，關鍵要注意電阻的阻值越大，所需變阻器的阻值越大．