Question

5．在探究“通過導(dǎo)體的電流跟導(dǎo)體電阻的關(guān)系”實驗中，小亮根據(jù)實驗?zāi)康脑O(shè)計出實驗電路圖，并按電路圖連接實驗器材如圖所示．
已知電源兩端電壓為6V，且保持不變．
（1）小亮正確連接電路后，將滑動變阻器調(diào)到最大阻值，當電阻箱的阻值為5Ω時，閉合開關(guān)S，電流表的示數(shù)為0.2A，則滑動變阻器的最大阻值為25Ω．
（2）在實驗過程中，當改變電阻箱接入電路的阻值時，移動滑動變阻器的滑片P可使電阻箱兩端電壓保持3V不變．當小亮將電阻箱的阻值由10Ω調(diào)為20Ω時，為保持電阻箱兩端電壓不變，應(yīng)將滑動變阻器的滑片P適當向
A端移動．（選填“A”或“B”）
（3）當電阻箱接入電路的阻值為30Ω時，小亮發(fā)現(xiàn)無論怎樣移動滑動變阻器的滑片P，電壓表的示數(shù)始終大于3V，此時小亮應(yīng)采取的措施是換用最大阻值大于30Ω的滑動變阻器．

Answer 1

分析 （1）電阻箱與滑動變阻器串聯(lián)，利用歐姆定律可求出滑動變阻器的最大阻值；
（2）探究電流與電阻的關(guān)系實驗，應(yīng)控制電阻兩端電壓保持不變，用大電阻替換小電阻后，電阻分壓變大，為保持電壓不變，應(yīng)移動滑片，增加滑動變阻器接入電路的阻值，增大滑動變阻器的分壓，減小電阻兩端電壓，根據(jù)電路圖確定滑片的移動方向；
（3）根據(jù)滑動變阻器的最大阻值與定值電阻阻值間的關(guān)系，由串聯(lián)電路的分壓原理分析電壓表不能達到要求的原因．

解答 解：
（1）電阻箱與滑動變阻器串聯(lián)，根據(jù)歐姆定律可知，電阻箱兩端的電壓U₁=IR₁=0.2A×5Ω=1V，則滑動變阻器兩端的電壓為U₂=6V-1V=5V，
此時滑動變阻器調(diào)到最大阻值，則滑動變阻器的最大阻值為R₂=$\frac{{U}_{2}}{I}$=$\frac{5V}{0.2A}$=25Ω；
（2）探究電流與電阻關(guān)系實驗中，應(yīng)保持電阻兩端的電壓不變；將10Ω的電阻改裝成20Ω的電阻，電阻兩端電壓增大，大于3V，為保持電阻兩端電壓不變，應(yīng)使電阻兩端電壓變小，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓規(guī)律可知，應(yīng)增大滑動變阻器分壓，增大滑動變阻器接入電路的阻值，應(yīng)向A調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片，直到電壓表示數(shù)為3V為止；
（3）滑動變阻器的最大阻值為25Ω，當電阻箱接入電路的阻值為30Ω時，電阻箱的阻值大于滑動變阻器的最大阻值，電阻箱兩端的電壓大于滑動變阻器兩端的電壓；電源電壓是6V，因此電阻箱兩端電壓大于3V，為使電阻箱兩端電壓等于3V，故應(yīng)換用最大阻值大于30Ω的滑動變阻器；
故答案為：（1）25；（2）A；（3）換用最大阻值大于30Ω的滑動變阻器．

點評 本題考查了實驗操作分析、實驗操作改進等問題，實驗操作分析及實驗改進措施是本題的難點，要根據(jù)串聯(lián)電路的分壓原理認真分析，然后提出改進措施．