Question

【題目】如圖是小明同學(xué)探究“電阻一定時(shí)，電流與電壓關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)電路。

（1）正準(zhǔn)備閉合開關(guān)時(shí)，同組的成員小蘭攔住他，說導(dǎo)線接錯(cuò)了。請(qǐng)你檢查一下電路，把接錯(cuò)的那一根導(dǎo)線找出來，打上“×”，再畫線把它改到正確的位置上____；

（2）小蘭還指出為了保護(hù)電路，在閉合開關(guān)前滑片應(yīng)放置最____________端；

（3）下表是小明同學(xué)用改正后的電路測(cè)得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)中第___________組是明顯錯(cuò)誤的，分析時(shí)需要把它剔除掉；

數(shù)據(jù)序號(hào)	1	2	3	4	5	6
電壓U/V	0.3	0.6	0.9	1.2	1.5	1.8
電流I/A	0.08	0.15	0.23	0.30	0.48	0.45

（4）實(shí)驗(yàn)表明：在電阻一定的情況下，通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成_____________；

接著小明探究“電流與電阻關(guān)系”，電源電壓為15V且保持不變，滑動(dòng)變阻器的規(guī)格是“100Ω 1A”；阻值為5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的定值電阻各一個(gè)：電壓表（0～3V、0～15V），電流表（0～0.6A，0～3A損壞）

（5）滑動(dòng)變阻器在實(shí)驗(yàn)中的主要作用是__________________________；

（6）為了保證四個(gè)電阻都能為實(shí)驗(yàn)所用，定值電阻兩端的控制電壓的范圍是______________；

（7）四次實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)電壓表調(diào)到控制電壓時(shí)，滑動(dòng)變阻器消耗的最大功率和最小功率之比是__________。

Answer 1

【答案】 左 5 正比 控制定值電阻兩端電壓保持不變 2.5V～3V 4：1

【解析】

(1)[1]為了使電流表與電阻串聯(lián)，電壓表與電阻并聯(lián)，應(yīng)將電流表0.6A接線柱與電阻右接線柱相連的導(dǎo)線去掉，將電阻右接線柱與電壓表的負(fù)接線柱相連，電路如下：

(2)[2]為了保護(hù)電路，在閉合開關(guān)前，滑片應(yīng)放置在阻值最大處，即最左端。

(3)[3]由知道，表格中1、2、3、4、6的數(shù)據(jù)的電壓和電流的比值變化不大，為3.7Ω～4Ω，而5中的數(shù)據(jù)電壓與電流的比值是3.125Ω，故第5組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)錯(cuò)誤。

(4)[4]由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明：在電阻一定的情況下，通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比。

(5)[5]由于探究“電流與電阻關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，需要控制電阻兩端的電壓不變，所以，滑動(dòng)變阻器在實(shí)驗(yàn)中的主要作用是：控制定值電阻兩端電壓保持不變。

(6)[6]由題意知道，電流表量程為0-0.6A，所以，電路中最大電流為0.6A；由知道，電路中的最小電阻：

此時(shí)定值電阻為R1 =5Ω，由知道，此時(shí)定值電阻的電壓：

U1 =R1 I最大 =5Ω×0.6A=3V

設(shè)電壓表示數(shù)為U表 ，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，變阻器分得的電壓為

U滑 =U-U表

由分壓原理知道 ，即

由于電源電壓、電壓表示數(shù)不變，故左邊為定值，右邊也為定值，當(dāng)取最大的定值電阻R4 =20Ω，變阻器連入電路中的電阻最大為R滑 =100Ω時(shí)，代入上式得：解得U表 =2.5V，所以，為了保證四個(gè)電阻都能為實(shí)驗(yàn)所用，定值電阻兩端的控制電壓的范圍是2.5V～3V。

(7)[7]四次實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)電壓表調(diào)到控制電壓U表保持不變時(shí)，由串聯(lián)電路電壓的規(guī)律知道，變阻器分得的電壓為：

U滑 =U-U表 =15V-U表

則變阻器的電壓保持不變，即定值電阻的電壓（電壓表示數(shù)）與變阻器的電壓之比為定值，由分壓原理知道，，當(dāng)定值電阻分別取5Ω和20Ω時(shí)，對(duì)應(yīng)的變阻器的變阻器連入電路中的電阻之比是

根據(jù)知道，滑動(dòng)變阻器消耗的最大功率和最小功率之比等于變阻器連入電路中電阻的反比，即

。