Question

【題目】在“探究電流與電阻的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，現(xiàn)有器材如下：電源（電壓為4.5V），四個(gè)定值電阻R1（5）、R2（10）、R3（15）、R4（20），標(biāo)有“×1A”的滑動(dòng)變阻器（阻值模糊不清），電壓表（可用量程：0－3V、0－15V），電流表（可用量程：0－0.6A），導(dǎo)線，開關(guān)。

（1）設(shè)計(jì)并根據(jù)如圖甲所示的電路圖，用筆畫線代替導(dǎo)線把如圖乙所示的實(shí)物電路連接完整_______。

（2）在連接實(shí)驗(yàn)電路時(shí)，小華應(yīng)將開關(guān)處于________狀態(tài)，閉合開關(guān)前，應(yīng)將滑動(dòng)變阻器滑片滑到最____端（選填“左”或“右”）。

（3）把定值電阻R1接入如圖甲中的A、B兩點(diǎn)之間，閉合開關(guān)，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，使電壓表的示數(shù)為2V時(shí)，電流表的示數(shù)應(yīng)為_________A。

（4）分別用定值電阻R2、R3、R4替換R1，重復(fù)（3）的實(shí)驗(yàn)步驟，根據(jù)所得的四次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制出I－R圖象，如圖丙所示。由圖象可得出的結(jié)論是：在導(dǎo)體兩商電壓一定時(shí)，_________與_________成反比。

（5）當(dāng)使用定值電阻R4進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，剛一閉合開關(guān)時(shí)，就發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)恰好為2V，為了用以上四個(gè)定值電阻完成實(shí)驗(yàn)且確保電路安全，應(yīng)控制A、B兩點(diǎn)之間的電壓在________范圍內(nèi)，滑動(dòng)變阻器的取值范圍為_____________。

Answer 1

【答案】 實(shí)物圖見解析 斷開 右 0.4A 電流 電阻 2V-3V 2.5Ω~25Ω

【解析】（1）根據(jù)電路圖甲，滑動(dòng)變阻器滑片P向右移動(dòng)時(shí)，電阻變大，所以應(yīng)將滑動(dòng)變阻器左下接線柱連接電阻R，實(shí)物圖連接如下：

（2）為保護(hù)電路，在連接實(shí)驗(yàn)電路時(shí)，小華應(yīng)將開關(guān)處于斷開狀態(tài)， 閉合開關(guān)前，應(yīng)將滑動(dòng)變阻器滑片滑到最右端。

（3）R1=5Ω，當(dāng)電壓表示數(shù)為2V時(shí)，則電流；

（4）根據(jù)圖丙可知：U=IR=0.4A×5Ω=0.2A×10Ω=0.1A×20Ω=2V，電壓為定值，所以可得出的結(jié)論是：在導(dǎo)體兩端電壓一定時(shí)，電流與電阻成反比；

（5）探究電流與電阻的關(guān)系要控制電阻兩端的電壓不變。

①為保護(hù)電路，每次更換電阻后，閉合開關(guān)前，變阻器連入電路中的電阻應(yīng)最大，當(dāng)R4接入電路時(shí)，電壓表示數(shù)剛好為2V。

根據(jù)串聯(lián)分壓原理，U滑=U-UV=4.5V-2V=2.5V，

解得R滑大=25Ω。

②由于電流表的量程為0~0.6A，所以電路中最大電流為0.6A，此時(shí)電路中的電阻最小，因?yàn)閷?shí)驗(yàn)控制電壓表示數(shù)不變，滑動(dòng)變阻器分得的電壓也不變，根據(jù)分壓原理，當(dāng)電路中的電阻最小，滑動(dòng)變阻器連入電路中的電阻最小，此時(shí)滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值

，

由歐姆定律，定值電阻兩端允許的最大電壓 U最大=I最大R1=0.6A×5Ω=3V，

所以為了用以上四個(gè)定值電阻完成實(shí)驗(yàn)且確保電路安全，應(yīng)控制A、B兩點(diǎn)之間的電壓在2V~3V；滑動(dòng)變阻器的取值范圍為2.5Ω~25Ω。