Question

20．小紅利用如圖甲所示的電路探究“電流與電阻的關(guān)系”．已知電源電壓為6V且保持不變，有三種規(guī)格滑動變阻器可供選擇：0～40Ω，0～30Ω，0～20Ω．用到的電阻R的阻值分別為25Ω、20Ω、15Ω、10Ω、5Ω，實驗中控制電阻R兩端的電壓為2.5V不變．

（1）請根據(jù)圖甲，用筆畫線代替導(dǎo)線將圖乙所示的實物電路連接完整；
（2）為完成整個實驗，應(yīng)該選取規(guī)格為0～40Ω的滑動變阻器；
（3）連好電路閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)無論怎樣移動滑動變阻器的滑片，電壓表有示數(shù)，電流表沒有示數(shù)，則故障可能是定值電阻R處斷路；
（4）排除故障后實驗中將定值電阻R的阻值由25Ω依次更換為20Ω、15Ω、10Ω、5Ω，為使電壓表的示數(shù)不變，則每次閉合開關(guān)后都應(yīng)該將滑動變阻器的滑片P依次向左移（選填“左”或“右”）；
（5）若步驟（3）中故障未排除，將乙圖中的電阻換成標有“2.5V”完好的小燈泡，調(diào)節(jié)滑動變阻器后小燈泡能發(fā)光（選填“能”或“不能”）．

Answer 1

分析 （1）連接實物圖時，應(yīng)注意電流表電壓表量程及電流方向，滑動變阻器要采用“一上一下”的接法；
（2）串聯(lián)電路中，電阻兩端電壓與其阻值成正比，電源電壓一定，接入電路的電阻最大時，兩端電壓最大，要保持電壓一定，必須串聯(lián)一個阻值較大的電阻；
（3）電路故障主要分兩方面：斷路或短路，可以根據(jù)電流表或電壓表的示數(shù)變化情況作出相應(yīng)的判斷；
（4）定值電阻減小時，兩端電壓相應(yīng)減小，為保持電壓一定，必須調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片，使其接入電路電阻相應(yīng)變化；
（5）將電阻換為燈泡后，電路完好，可調(diào)節(jié)小燈泡正常發(fā)光．

解答 解：
（1）由于電源電壓為6V，所以，電壓表選擇0～15V量程，滑動變阻器已經(jīng)連接了左下面的接線柱，上面連接哪一個都可以；如圖所示：

（2）$\frac{25Ω}{{R}_{最大}}$=$\frac{2.5V}{6V-2.5V}$
解得R_最大=35Ω，所以應(yīng)選擇0～40Ω的變阻器；
（3）電流表無示數(shù)，說明電路發(fā)生斷路，電壓表有示數(shù)，說明除定值電阻以外的電路都是通路，所以定值電阻斷路；
（4）將定值電阻R的阻值由25Ω依次更換為20Ω、15Ω、10Ω、5Ω時，兩端電壓相應(yīng)減小，為保持電阻兩端電壓不變，必須使滑動變阻器接入電路的電阻相應(yīng)減小，由圖知，滑片必須向左移動；
（5）由于上面故障是電阻斷路，更好小燈泡后，電路完好，電源電壓超過小燈泡的額定電壓，在滑動變阻器的作用下，可使其正常發(fā)光．
故答案為：
（1）電路連接如圖所示；
（2）0～40Ω；
（3）定值電阻R處斷路；
（4）左；
（5）能．

點評 解決此題第2、第4小題的關(guān)鍵是利用串聯(lián)電路電阻兩端電壓與其阻值成正比；分析電路故障，應(yīng)按照電流表或電壓表出現(xiàn)的示數(shù)異常分別判斷．