Question

8．桌上有電源（電壓恒為6V）、滑動(dòng)變阻器R（標(biāo)有“20Ω1.5A”的字樣），電流表（量程為0～0.6A）和電壓表（量程為0～3V）各一塊、開(kāi)關(guān)1個(gè)，定值電阻5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、30Ω、50Ω各一只、導(dǎo)線若干．小明選用這些器材，探究“通過(guò)導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體電阻的關(guān)系”．
小明的主要實(shí)驗(yàn)步驟如下：
①將電壓表、電流表調(diào)零，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，按如圖電路圖連接電路，將滑動(dòng)變阻器的滑片調(diào)至阻值最大處（或b端）．
②閉合開(kāi)關(guān)S，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片P使電壓表V的示數(shù)為3V，同時(shí)記錄電流表A的示數(shù)I，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S，并將定值電阻R₀的阻值、U、I記錄在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表格中．
③更換不同阻值的定值電阻R₀，閉合開(kāi)關(guān)S，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片P，使電壓表的示數(shù)仍為3V，同時(shí)記錄電流表A的示數(shù)I，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S，并將定值電阻R₀的阻值、I記錄在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表格中．
④仿照步驟③，更換其他定值電阻R₀，再進(jìn)行4次實(shí)驗(yàn)，并將每次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄在表格中．
根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)步驟，回答下列問(wèn)題：
（1）小明的探究實(shí)驗(yàn)存在的問(wèn)題：用30Ω、50Ω的電阻不能完成實(shí)驗(yàn)．
（2）請(qǐng)你針對(duì)小明探究實(shí)驗(yàn)存在的問(wèn)題，寫(xiě)出改進(jìn)措施：將“20Ω1.5A”換成“50Ω1.5A”規(guī)格的變阻器．

Answer 1

分析 探究“通過(guò)導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體電阻的關(guān)系”，應(yīng)控制電壓表示數(shù)不變，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律和分壓原理確定為完成實(shí)驗(yàn)變阻器連入電路中的電阻，與實(shí)驗(yàn)中變阻器規(guī)格比較確定問(wèn)題所在，并提出改進(jìn)措施．

解答 解：（1）探究“通過(guò)導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體電阻的關(guān)系”，應(yīng)控制電壓表示數(shù)不變，實(shí)驗(yàn)中小明控制電壓表示數(shù)為U_表=3V，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，變阻器分得的電壓：
U_滑=U-U_表=6V-3V=3V，因變阻器分得的電壓與電壓表示數(shù)之比為1：1，根據(jù)分壓原理，變阻器連入電路中的電阻與定值電阻大小相等，因變阻器的最大電阻為20Ω，故只能用5Ω、10Ω、15Ω、20Ω完成實(shí)驗(yàn)，而用30Ω、50Ω的電阻不能完成實(shí)驗(yàn)；
（2）針對(duì)小明探究實(shí)驗(yàn)存在的問(wèn)題，即可用30Ω、50Ω的電阻的電阻也可完成實(shí)驗(yàn)，變阻器的最大阻值至少為50Ω，可將“20Ω1.5A”換成“50Ω1.5A”規(guī)格的變阻器．
故答案為：（1）用30Ω、50Ω的電阻不能完成實(shí)驗(yàn)；（2）將“20Ω1.5A”換成“50Ω1.5A”規(guī)格的變阻器．

點(diǎn)評(píng) 本題探究“通過(guò)導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體電阻的關(guān)系”，考查歐姆定律、串聯(lián)電路的規(guī)律和控制變量法及對(duì)實(shí)驗(yàn)方案的評(píng)估能力．