Question

3．在探究“電流與電阻關(guān)系”的實驗中，所選定值電阻的阻值分別為R₁=5Ω，R₂=10Ω，R₃=20Ω，滑動變阻器的規(guī)格“15Ω  1A”．
（1）請在圖中用筆畫線代替導(dǎo)線，將實物電路連接完整（使滑動變阻器滑片向左移動電流表示數(shù)變大）．
（2）連好電路后，按下列步驟進行實驗：
①將R₁接入電路，閉合開關(guān)調(diào)節(jié)滑動變阻器，使電壓表的示數(shù)為1.5V，記下此時電流表示數(shù)為I₁；
②斷開開關(guān)，用R₂代替R₁接入電路，閉合開關(guān)后接下來的操作是調(diào)節(jié)滑動變阻器，使電壓表的示數(shù)為1.5V，記下此時電流表的示數(shù)I₂；
③用R₃代替R₂接入電路，當滑動變阻器接入電路的阻值最大時，電壓表的示數(shù)也大于1.5V，實驗無法進行下去．請寫出一種解決問題的方法使實驗繼續(xù)進行下去：換用最大阻值大于20Ω的滑動變阻器．

Answer 1

分析 （1）將滑動變阻器與電流表串聯(lián)接入電路中，計算出最大電流確定電流表的量程；滑動變阻器的滑片向左移動電流表的示數(shù)變大，則變阻器的阻值應(yīng)變小，從而可判斷出滑動變阻器下面所接的接線柱；
（2）探究電流與電阻的關(guān)系，應(yīng)注意保持電阻兩端的電壓不變；
根據(jù)串分壓的知識，變阻器無法使電阻兩端的電壓降低到1.5V，是因為變阻器的最大阻值太小，此時可換接阻值更大的滑動變阻器．

解答 解：（1）將變阻器與電流表串聯(lián)，滑動變阻器滑片向左移動電流表示數(shù)變大，變阻器的阻值應(yīng)變小，所以下面應(yīng)接左邊的接線柱；
電路中的最大電流為：I=$\frac{U}{R}$=$\frac{3V}{5Ω}$=0.6A，所以電流表可選擇0～0.6A的量程，如圖所示：

（2）探究電流與電阻的關(guān)系，應(yīng)保持電阻兩端的電壓不變，所以用R₂代替R₁接入電路，閉合開關(guān)后，應(yīng)調(diào)節(jié)滑動變阻器，使電壓表的示數(shù)為1.5V，記下此時電流表的示數(shù)I₂；
當電阻為20Ω時，此時電路中的電流：I=$\frac{U}{R}$=$\frac{1.5V}{20Ω}$=0.075A；
所以滑動變阻器的阻值應(yīng)為：R_滑=$\frac{3V-1.5V}{0.075A}$=20Ω，滑動變阻器的最大阻值為15Ω，所以由于滑動變阻器的阻值太小，無法使定值電阻兩端的電壓達到1.5V，此時應(yīng)該換用最大阻值大于20Ω的滑動變阻器．
故答案為：（1）見上圖；（2）②調(diào)節(jié)滑動變阻器，使電壓表的示數(shù)為1.5V，記下此時電流表的示數(shù)I₂；③換用最大阻值大于20Ω的滑動變阻器．

點評 本題是探究電流與電阻關(guān)系的實驗，考查了電路的連接、控制變量法的應(yīng)用，特別注意在更換電阻時，調(diào)節(jié)滑片移動方向的方法．