Question

（2012?中山）在“探究一定電壓下，電流與電阻的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，老師提供的實(shí)驗(yàn)器材有：電源（電壓恒為4.5Ⅴ），電流表、電壓表各一個(gè)，開(kāi)關(guān)一個(gè)，四個(gè)定值電阻（5Ω、10Ω、15Ω、20Ω），兩只滑動(dòng)變阻器（規(guī)格分別為“20Ω  2A”、“50Ω  1A”），導(dǎo)線若干．
（1）請(qǐng)根據(jù)圖甲的電路圖用筆畫(huà)線將圖乙實(shí)物圖連接完整（注意電流表的量程選擇）．
（2）小李實(shí)驗(yàn)時(shí)，在a、b間先接入5Ω的電阻，閉合開(kāi)關(guān)，移動(dòng)滑片P，使電壓表的示數(shù)為1.5Ⅴ，并記下相應(yīng)的電流值；再改接10Ω的電阻，此時(shí)滑片P應(yīng)向

F

（選填“E”或“F”）端移動(dòng)，小李移動(dòng)變阻器滑片P的目的是：

保持定值電阻兩端電壓為1.5V不變

．
（3）小李為完成用四個(gè)定值電阻進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，他應(yīng)選擇的滑動(dòng)變阻器規(guī)格是

“50Ω 1A”

．他這樣選擇的理由是：

當(dāng)20Ω的電阻接入a、b間時(shí)，為使電壓表的示數(shù)為1.5V，滑動(dòng)變阻器接入電路中的阻值是40Ω；若選用規(guī)格為“20Ω，2A”滑動(dòng)變阻器，無(wú)論怎樣移動(dòng)滑片P，電壓表的示數(shù)始終無(wú)法達(dá)到1.5V

．

Answer 1

分析：（1）由電路圖可知，電流表與電阻R串聯(lián)，可根據(jù)電壓表的量程和最小定值電阻的阻值確定電路中的最大電流；然后根據(jù)電流從正接線流入，負(fù)接線柱流出將電流表接入電路中．
（2）將5Ω的電阻換成了10Ω的電阻時(shí)，電路中的總電阻變大，電路中的電流減小，滑動(dòng)變阻器兩端的電壓減小，電壓表的示數(shù)變大；要探究電流和電阻之間關(guān)系，必須保持電阻兩端的電壓不變，即與電阻并聯(lián)的電壓表示數(shù)不變，為保證電阻兩端的電壓不變，要通過(guò)調(diào)節(jié)滑片，使滑動(dòng)變阻器兩端的電壓變大，從而使電阻兩端的電壓變?yōu)樵瓉?lái)的值．
（3）判斷滑動(dòng)變阻器的使用規(guī)格，同時(shí)要考慮滑動(dòng)變阻器的電阻和允許通過(guò)的最大電流．

解答：解：（1）電路中的最大電流I=

U

R

═0.6A；則電流表的量程為0～0.6A；故將電流表“0.6A”的接線柱與開(kāi)關(guān)的右接線柱相連，“-”接線柱與電阻絲的b接線柱相連；如圖所示：

（2）將5Ω的電阻換成了10Ω的電阻時(shí)，串聯(lián)電路的總電阻變大，根據(jù)歐姆定律可知電路中電流變小，滑動(dòng)變阻器分得的電壓變小，電阻分得的電壓變大；要探究電流和電阻之間關(guān)系，必須保持電阻兩端的電壓不變，即與電阻并聯(lián)的電壓表示數(shù)不變，所以應(yīng)調(diào)節(jié)滑片向F移動(dòng)，增大滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻，使電壓表的示數(shù)達(dá)到1.5V時(shí)，讀取電流表示數(shù)．因此小李移動(dòng)變阻器滑片P的目的保持定值電阻兩端電壓為1.5V不變．
（3）當(dāng)20Ω的電阻接入a、b間時(shí)，為使電壓表的示數(shù)為1.5V，滑動(dòng)變阻器接入電路中的阻值是40Ω；若選用規(guī)格為“20Ω，2A”滑動(dòng)變阻器，無(wú)論怎樣移動(dòng)滑片P，電壓表的示數(shù)始終無(wú)法達(dá)到1.5V；因此需要選擇“50Ω 1A”的滑動(dòng)變阻器Ω．
故答案為：（2）F；保持定值電阻兩端電壓為1.5V不變；（3）“50Ω1A”；當(dāng)20Ω的電阻接入a、b間時(shí)，為使電壓表的示數(shù)為1.5V，滑動(dòng)變阻器接入電路中的阻值是40Ω；若選用規(guī)格為“20Ω，2A”滑動(dòng)變阻器，無(wú)論怎樣移動(dòng)滑片P，電壓表的示數(shù)始終無(wú)法達(dá)到1.5V．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了探究電流跟電阻關(guān)系的實(shí)驗(yàn)，探究的方法是控制變量法；并且能夠根據(jù)題目數(shù)據(jù)選擇合適的滑動(dòng)變阻器，不但考慮滑動(dòng)變阻器允許通過(guò)的電流，也要考慮滑動(dòng)變阻器的電阻．電路電流不能超過(guò)滑動(dòng)變阻器允許通過(guò)的最大電流，滑動(dòng)變阻器最大電阻稍大于電路需要的電阻，這樣，滑動(dòng)變阻器既能滿足電路要求，也能使電路準(zhǔn)確獲得需要的數(shù)據(jù)．